600 Guia Metodologica Plasticos

Plásticos

Guía metodológica para el uso eficiente de la energía en el sector:

Introducción..............................................................................................................................................................

Entorno del subsector productivo................................................................................................................. Descripción general del subsector......................................................................................................................Descripción de los procesos productivos del subsector..................................................................................Utilización de la energía en los procesos..............................................................................................................

Plan de administracion energética del subsector productivo................................................................Caracterización energética del subsector productivo....................................................................................Responsabilidad dentro del plan de administración de energía.................................................................Análisis de la información.......................................................................................................................................Construcción e implementación de indicadores..............................................................................................Plan de control y monitoreo......................................................................................................................................Variables de control y monitoreo.............................................................................................................................Vigilancia tecnológica.............................................................................................................................................Medidas de uso racional y eficiente de la energía............................................................................................Implementación de mejoras energéticas............................................................................................................Evaluación de resultados........................................................................................................................................

Fundamentos técnico energéticos involucrados en el proceso productivo.................................Proceso de extrusión...............................................................................................................................................Proceso de soplado..................................................................................................................................................

Herramientas de diagnóstico energético...................................................................................................Diagnóstico preliminar.............................................................................................................................................Estudio detallado de las soluciones de ahorro operacionales y de mantenimiento o de buenas prácticas operacionales (bpo).....................................................................................................Estudio de las soluciones de ahorro de energía por medidas de cambio tecnológico......................

Identificación de ineficiencias y formulación de medidas de ahorro................................................Secuencia de identificación de ineficiencias con enfoque a la aplicación de medidas.....................Mediciones de consumo y de variables de proceso.......................................................................................Análisis de ineficiencias en consideración del problema, causa y solución...........................................

Oportunidades de ahorro energético..............................................................................................................

Opciones en el mercado para ahorro de energía...........................................................................................

Glosario de términos.............................................................................................................................................

Anexos..........................................................................................................................................................................

3

556

12

14141717

17171717171818

191922232324

2425

25252633

37

41

45

46

Contenido1. 1.1 1.2 1.3

2. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7

2.8 2.9 2.10

3. 3.1 3.2

4. 4.1 4.2

4.3

5. 5.1 5.25.3

6.

7.

8.

9.

La Cámara de Comercio de Bogotá-CCB es una institución de servicios de carácter privado que repre-senta al sector empresarial y a la comunidad en su conjunto que, en aras del bienestar general de la comunidad, promueve programas y desarrolla actividades que contribuyen al desarrollo económico, social y cívico de Bogotá D.C. y su zona de influencia.

La Cámara de Comercio de Bogotá suscribió el convenio ATN/ME-11056 con el Banco Interamericano de Desarrollo en su calidad de Administrador del Fondo Multilateral de Inversiones (BID-FOMIN), el cual tiene por objeto la Promoción de Oportunidades de Mercado en Energías Limpias y Eficiencia Energética ejecutado por la Corporación Ambiental Empresaria CAEM, filial de la Cámara de Comercio de Bogotá. Dentro de este proyecto se encuentra el desarrollo de las guías metodológicas sectoriales para realizar diagnósticos energéticos.

En la actualidad las pequeñas y medianas empresas del sector industrial concentran sus esfuerzos para mejorar el rendimiento de sus procesos, los cuales están plenamente ligados al consumo de recursos energéticos, en donde la mayoría de los casos tienen un alto impacto en los costos de operación. Por tal motivo las PYME buscan reducir sus consumos energéticos y a su vez incrementar la productividad de sus procesos mediante la implementación de nuevas tecnologías, optimizando los recursos toman-do como base los diferentes procedimientos y estrategias existentes.

Por otra parte, una de las tareas más importantes es el alineamiento de todos los aspectos, metas y ob-jetivos de la administración de los recursos energéticos, con los objetivos estratégicos de la empresa a través de una política clara en el tema.

Las principales deficiencias en la gestión generan importantes incrementos de los consumos y costos energéticos en una empresa. Ellas están relacionadas con los esfuerzos aislados, la falta de coordina-ción, planeación, conocimiento, procedimientos, evaluación, por la dilución de responsabilidades y por la carencia de herramientas de control.

En ese sentido, el objetivo de la administración de la energía es lograr la mayor reducción posible en los consumos energéticos, utilizando la tecnología disponible en la empresa e implementando las mo-dificaciones necesarias para alcanzar la máxima eficiencia y la mayor rentabilidad. Lograr este objetivo de forma permanente requiere de la implementación de un sistema de gestión, cambios de hábitos y generación de una cultura energética.

En este documento se establece una guía metodológica para realizar estudios de eficiencia energética en las instalaciones de las PYME asociadas al sector acero, hierro, no ferrosos y galvanotecnia. El ob-jetivo principal es brindar un apoyo técnico a los empresarios, gerentes y personal técnico-operativo en los siguientes aspectos:

• Establecer medidas de ahorro por ejecución de buenas prácticas operacionales y de mantenimiento.• Formular un plan de administración y manejo de energía.• Referenciar los avances tecnológicos propios del subsector. • Propuesta de manejo de indicadores energéticos a través de formatos para la aplicación de un plan

de control y monitoreo.

Se espera que esta guía permita fomentar una cultura organizacional de ahorro energético, que lleve a la industria PYME de este subsector a la sostenibilidad y optimización de sus recursos y procesos, alcanzando:

• Reducción de costos, aumento de la eficiencia y disminución del impacto ambiental.• Mejoramiento continuo del desempeño energético.• Aumento del compromiso y conocimiento de las consideraciones energéticas.• Mejora de la comunicación en la administración de los recursos energéticos al interior de la organización.

Introducción

8 Guía metodológica para el uso eficiente de la energía en el sector plásticos

1.1 Descripción general del subsector

Introducción sobre actividad productiva.

El subsector plástico es una subdivisión de la industria petroquímica y es uno de los que presenta mayor crecimiento en Colombia, este subsector se ha destacado por contar con una importante trayectoria exportadora, disponibilidad de materias primas así como importante inversión extranjera.

La pequeña y mediana empresa dentro del subsector plástico se caracteriza por presentar una oferta competitiva, con una importante producción en la mayoría de las líneas en el mercado interno y externo.

La producción final de plásticos se dirige a una amplia gama de actividades industriales y de consumo final como las manufacturas de autopartes, envases, empaques, juguetería, calzado, producción de accesorios sanitarios y artículos de uso doméstico. Así mismo esta oferta se orienta hacia sectores estratégicos como la construcción y la agricultura. En los últimos años, productos como el cloruro de polivinilo (PVC), el polipropileno, el poliestireno, las resinas PET y las fibras poliestéricas, se constituyen en los principales rubros de exportación.

La última encuesta anual manufacturera en Colombia realizada por el DANE1 en el año 2008 evalúa las actividades productivas del subsector plásticos según la Clasificación Industrial Internacional Uniforme (CIIU) rev 3.0. 2

Según la clasificación CIIU rev. 3.0 adaptada para Colombia en el año 1998 las actividades que incluye el subsector plásticos aparecen en la tabla 1.1. a continuación:

Estadísticas de productividad.

La productividad del subsector plástico en condiciones normales, ha tenido uno de los progresos más dinámicos dentro del sector industrial.

En el año 2001 la actividad productiva transformadora de materias plásticas, tuvo una producción neta 2.773 miles de millones de pesos, de los cuales 1.298 miles de millones corresponden a la grande empresa y 1.475 miles de millones fueron producto de la pequeña y mediana empresa (PYME), esto significa que para ese periodo la pequeña y mediana empresa, tuvo una participación de 53,2% de la producción total del subsector plástico.

La producción neta de materias plásticas para el periodo 2007 fue de 5.850 miles de millones de pesos, indicando un crecimiento del 111% de esta actividad productiva en los últimos 7 años. De los 5.850 miles de millones derivados en el periodo 2007, la pequeña y mediana empresa produjo 2.571 miles de millones de pesos, 1.094 miles de millones más que en el año 2001, es decir que la pequeña y mediana empresa para el subsector plástico experimentó un crecimiento en la producción del 74% entre los años 2001 y 2007. Sin embargo, las PYME tuvieron una participación del 44% de la producción total

1. Entorno del subsector productivo

Tabla 1.1 Clasificación según CIIU rev. 3.0 de las actividades productivas del subsector plástico

Código CIIU (Rev. 3.0) Clases Industriales252 Fabricación de productos plásticos

2521 Fabricación de formas básicas de plástico

2529 Fabricación de artículos básicos de plástico

1Departamento Administrativo Nacional de Estadísticas (DANE).2Se está trabajando en la actualización 3.1 de la clasificación CIIU.

9Guía metodológica para el uso eficiente de la energía en el sector plásticos

en subsector plástico para el año 2007, señalando un decrecimiento de 9% en los últimos 7 años en la producción total del subsector.

Indicadores asociados a la energía

Dentro de los procesos asociados a la fabricación de productos de cualquier índole, en este caso en particular los derivados de la industria del plástico, es de vital importancia la toma de indicadores por consumo de energéticos, con el fin de tener un punto de comparación a nivel interno de la PYME. En la siguiente tabla se presentan los indicadores energía eléctrica con respecto a la producción.

1.2 Descripción de los procesos productivos del sector y uso de energéticos

Diagramas de flujo de los procesos

Los procesos de transformación de los plásticos se pueden clasificar según los cambios del estado que sufre el plástico a lo largo de línea de fabricación (Equipos y dispositivos); de esta forma, se puede definir la siguiente clasificación:

Proceso kWh/Kg Producto

Termoformado por presión y vacío de poliestireno para elaborar diversos productos. 3.578

Impresión de película de polietileno y polipropileno. 0.772

Peletizado de polipropileno y poliestireno. 0.395

Elaboración de zuncho de polipropileno. 0.827

Monoextrusión y soplado de película de polietileno y polipropileno. 0.314

Laminación de polietileno y polipropileno. 0.689

Laminación de poliestireno y polipropileno. 0.851

Impresión de artículos de plástico (envases) 0.286

Termoformado por vacío de poliestireno. 1.445

Trituración de poliestireno y polipropileno. 0.085

Cortado de rollos de plástico 0.075

Sellado automático de bolsas 0.174

Tabla 1.2 Indicadores de consumo de energía eléctrica por proceso productivo3

3http://revistaing.uniandes.edu.co/pdf/Rv13-A8.pdf.

Procesos Primarios:

El plástico es moldeado a través de un proceso tér-mico donde el material pasa por el estado líquido y finalmente se solidifica. En este grupo se encuentran los siguientes procesos de transformación:

• Extrusión.• Inyección.• Soplado.• Calandreo.• Inmersión.• Rotomoldeo.• Compresión.

Procesos Secundarios:

En estos procesos se utilizan medios neumáticos o mecánicos para formar el artículo final sin pasar por la fusión del plástico.

• Termoformado.• Doblado.• Corte.• Torneado.• Barrenado.

La presente guía abarca los procesos de Extru-sión, Inyección y Soplado, debido a que es en es-tos donde es demandada la mayor cantidad de energía en el subsector industrial de plásticos. Se tratarán también los sistemas auxiliares tales como aire comprimido, sistemas hidráulicos y neumáticos, sistemas de refrigeración.


La presente guía abarca los procesos de Extrusión, Inyección y Soplado, debido a que es en estos donde es demandada la mayor cantidad de energía en el subsector industrial de plásticos. Se tratarán también los sistemas auxiliares tales como aire comprimido, sistemas hidráulicos y neumáticos, siste-mas de refrigeración.

Extrusión

La extrusión es un proceso continuo para la producción de productos semi-elaborados tales como tuberías, perfiles, vainas de cable, películas, láminas y placas. Aunque el diseño de mohos y algunos componentes de extrusión son diferentes, cada producto tiene el mismo método de producción.

El material plastificado en estado ahulado es forzado a pasar a través de una matriz para formar a la pieza deseada (ver fig. 1.1). Después de pasar a través del dado o matriz, la pieza extrudida que está parcialmente solidificada es pasada a través de un calibrador para dar la configuración final al elemen-to, y para mantener las tolerancias requeridas. Luego la pieza es en enfriada por medio de agua o aire, cuando el material se ha consolidado lo suficiente como para resistir los daños durante la manipula-ción, un sistema de estirado es utilizado para mantener una tensión constante en la pieza. Posterior al sistema de estirado o puller, un mecanismo de corte se utiliza para cortar el producto en las longitudes deseadas para el traslado o transformación posterior.

Las Extrusoras dobles, con dos tornillos en paralelo, tienen una alta productividad, normalmente son utilizadas para procesar grandes volúmenes de materiales sensibles al calor.

Muchos de los procesos de extrusión utilizan diferentes configuraciones de extrusoras de propósito general.

Consumo de recursos energéticos y emisiones generadas en el proceso de extrusión-perfil.

Los mayores consumidores de energía en el proceso de extrusión son los motores, unidades de cale-facción, procesos de enfriamiento, calentamiento y compresores de aire.

El principal energético empleado para este proceso es la energía eléctrica, utilizada para hacer funcio-nar el motor del tornillo extrusor. Parte de la energía eléctrica es utilizada para impulsar los motores del sistema de estirado y de corte. En algunos casos, el sistema de corte puede ser operado por aire comprimido.

El 50% del total de la energía usada es para impulsar el husillo y el restante 50% es utilizada para los sistemas de calentamiento, refrigeración, equipos auxiliares y servicios. Mucha de la energía requerida para plastificar y calentar el polímero proviene desde el calor generado por la fricción del polímero debido al movimiento transmitido por el husillo de la extrusora a lo largo del barril o cámara calefacto-ra como muestra la fig. 1.1. Las temperaturas generadas por la fricción son muy elevadas en algunos casos, lo que no hace necesario la adición de calor externo al barril.

Motor de accionamiento

Cabezal

Sistema de alimentación

Tornillo

Reductor de velocidad

Camisa calefactora

Figura 1.1 Diagrama de extrusora


Cantidades importantes de agua puede ser utilizada para el sistema de enfriamiento, esta agua es a menudo reciclada.

Inyección

El proceso de inyección de termoplásticos se basa en fundir un material plástico y hacerlo fluir hacia un molde, a través de una boquilla. El moldeo por inyección es la técnica de procesamiento de mayor utilización para la transformación de plásticos. Su popularidad radica en la versatilidad para obtener productos de variadas geometrías y para diversos usos.

En la actualidad, la mayoría de las máquinas inyectoras utilizan el principio del tornillo de Arquímedes para plastificar y bombear el material. En un tornillo de inyección se produce el fenómeno de plastifi-cación debido al calor generado por la fricción del material con las paredes del barril y por el aporte de calor de las resistencias eléctricas alrededor del barril.

La inyección es un proceso secuencial que está conformado por un conjunto de etapas que se denomi-na ciclo de inyección. El parámetro más importante, desde el punto de vista económico, es la duración o el tiempo de ciclo, pues finalmente de este dependen la productividad y el costo del proceso.

Resources used and Discharges:

1.- Electricidad 3.- Enfriamiento 5.- Aire comprimido A.- Salida del aire

Figura 1.2 Diagrama proceso de extrusión

Gráfica 1.1 Flujograma proceso de extrusión

Aditivos y colorantes

Campana de extracción local a la atmósfera

Purga de gas y vapor de aguaReductor

1 1 3 3 1 5

Electricidad Calefacción

Cooling Bath

or

Enfriamiento Producto extruido

MatrizTiradores

Máquina cortadora

Alimentación demateria prima

Tolva

Extrusora EstrudateMotor

1 A

Pesar materiaprima (Polímeros)

Disponer materia prima en tolva Extrusora

Poner en funcionamiento tolva Extrusora

PotenciaMecánica

Adición decalor

Cortar artículoo pruducto

Embalar artículoo pruducto

Trasladar materia prima a la Extrusora

Transportar abodega o despacho


El Ciclo de Inyección

El ciclo de inyección está conformado de seis etapas o pasos:

1. En la primera etapa del ciclo, se cierra el molde vacío, mientras se tiene lista la cantidad de material fundido para inyectar dentro del barril. El molde se cierra en tres tiempos: primero con alta velocidad y baja presión, luego se disminuye la velocidad y se mantiene la baja presión hasta que las dos partes del molde hacen contacto, finalmente se aplica la presión necesaria para alcanzar la fuerza de cierre requerida.

2. En este punto, el tornillo encargado de inyectar el material, actúa como un pistón sobre el material fundido, sin girar, forzándolo a pasar a través de la boquilla o dado hacia las cavidades del molde con una determinada presión de inyección.

3. Luego de esto, el tornillo es sostenido adelante, mediante una presión antes de solidificarse el mate-rial, debido a la fuerza de contracción generada por la pieza al enfriarse. La presión de sostenimiento, por lo general, es menor que la presión de inyección y se mantiene hasta que la pieza comienza a solidificarse.

Material bajo presión en molde

Material inyectado en molde

Material plastificadoMolde cerrado

Figura 1.3 Etapa 1. Cierre del molde e inicio de la inyección

Figura 1.4 Etapa 2. Inyección del Material

Figura 1.5 Etapa 3. Aplicación de la Presión de Sostenimiento


4. El tornillo sin fin se hace girar, de esta forma los gránulos de plástico dispuestos en la tolva de ali-mentación son enviados luego de fundirse hacia la parte delantera del tornillo. En este punto se genera una presión contra la boquilla cerrada lo que obliga al tornillo a retroceder hasta que se acumula el material requerido para la próxima inyección.

La conductividad térmica de los plásticos es muy inferior a la de los metales, por lo que su manufactura debe hacerse en capas delgadas para que la transferencia de calor sea en el menor tiempo posible y sostenible económicamente. Para esto, se aprovecha el fenómeno de plastificación, que consiste en la fusión de la capa de material directamente en contacto con la superficie del barril, la cual transmite el calor, por convección forzada, al material sólido en las capas inferiores hasta que se plastifica com-pletamente la masa de material.

En las inyectoras comerciales aproximadamente un 50% del calor requerido para fundir el material lo aporta la fricción, generada por el giro del tornillo con respecto al barril, y el otro 50% lo aportan las resistencias eléctricas.

5. El material dentro del molde se continúa enfriando en donde el calor es disipado por medio de un fluido refrigerante. Una vez terminado el tiempo de enfriamiento, la parte móvil del molde se abre y la pieza es extraída.

6. El molde cierra y se reinicia el ciclo.

En cuanto al consumo de potencia en cada una de las etapas del ciclo, se observa que en el cierre del molde apenas se requiere la potencia necesaria para vencer la fricción generada al desplazar la placa móvil. La etapa de inyección necesita la potencia máxima durante un período muy corto.

Material soldificado en el molde

Transporte, Mezclado y plastificación del material

Tolva

Gránulos dematerial

Figura 1.6 Plastificación del Material

Figura 1.7 Enfriamiento y extracción de la pieza

Material plastificadoPieza

Molde abierto


El desplazamiento de la unidad de inyección y la apertura del molde requieren muy poca potencia. En la siguiente Figura 1.7 se muestra el diagrama esquemático del consumo de potencia durante el ciclo de inyección.

1. Cierre del molde2. Acercamiento de la unidad de inyección3. Inyección4. Presión de sostenimiento5. Pausa6. Plastificación para la siguiente inyección7. Apertura del molde

150-

100-

50-

1 2 3 4 5 6 7 8

Etapas del ciclo de inyección

Po

ten

cia

req

ue

rid

a (%

)Figura 1.8 Consumo de Potencia durante el ciclo de inyección.

Figura 1.9 Consumo de Potencia durante el ciclo de inyección

Gráfica 1.2 Flujograma proceso de inyección


1 A

Aditivos y colorantes

Cilindro HidráulicoPara abrir y cerrar

el molde

Molde

71 3

3

1

Calefacción Enfriamiento

Enfriamiento

Calientamiento inicial del molde

PlacasAlimentación demateria prima

Tolva

Unidad inyectoraMotor Hidráulico

7 7

Producto MoldeadoTerminado

Recursos Usados y descargados

1.- Electricidad3.- Enfriamiento7.- Presión HidráulicaA.- Salida del aire

Pesar materia prima(comp. Químicos, colorantes)

Disponer materia primaen el mezclador

Disponer la mezcla en la tolva de la inyectora

Poner en funcionamientoMáquina inyectora

Retirar el materialinyectado del molde

Rebabearel producto

Embalarel producto

Transportar a bodegao despacho

Poner resina en el mezclador

Mezclarcomponentes

Trasladar materiaprima al extructor

Transportar materialinyectado a la inyectora

PotenciaMecánica

Adición decalor


Soplado

El moldeo por soplado se utiliza para hacer objetos huecos tales como botellas de plástico; en este proceso el plástico fundido es soplado con aire comprimido para dar la forma deseada. La unidad de inyección es similar a la de extrusión y moldeo por inyección. Los procesos de moldeo por soplado más importante son:

• Moldeo por extrusión-soplado.• Moldeo por inyección-soplado.

Con moldeo por extrusión-soplado, el plástico es extrudido en forma de un tubo. Luego, este elemento es transportado a un molde cerrado con la forma del producto final para ser soplado con aire compri-mido y empujado contra la pared del molde. Finalmente el molde de soplado es enfriado para que el producto final adquiera la rigidez deseada. La Figura 1.10 muestra un ejemplo de moldeo por soplado de extrusión.

Aproximadamente el 75% de las piezas sopladas se fabrican mediante extrusión-soplado y el 25% mediante inyección-soplado. Dentro de estas últimas el 75% son biorientadas (tensión-soplado). Me-diante la extrusión-soplado se pueden obtener velocidades de producción muy elevadas y los costos asociados son bajos, sin embargo se producen muchos recortes y el control de espesor de pared y de la distribución de espesores es muy limitado.

Mediante la inyección-soplado, el control de espesor de las piezas es muy bueno y no producen recor-tes, aunque solo se pueden emplear para piezas relativamente pequeñas y los costos de producción son mayores.


Purga de gas y vapor de agua

Control hidráulico para el sellado del tubo

Transporte

Reductor

1

5

1

Electricidad

Aire comprimido

Aire comprimidoSistema hidráulico de sujeción

Calefacción Enfriamiento

TuboExtruido

Hidráulica oeléctricamenteAccionado

Alimentación demateria prima

Tolva

ExtrusoraMotor

1

7

A

Proceso de molido de desechos

21 32 oror

Molde paraconformado por soplado

Transporte

Remoción derebaba

del producto

3

Enfriamiento

Recursos Usados y descargados

1.- Electricidad2.- Aceite Term.3.- Enfriamiento5.- Aire Comprim.7.- Potencia hidráulicaA.- Aire Escape

Figura 1.10 Moldeo por soplado de extrusión


Sistemas auxiliares

Además de los procesos primarios descritos anteriormente, la mayoría de las plantas también utilizan diferentes sistemas auxiliares. Algunos de estos se mencionan a continuación:

• Sistemas de refrigeración.

Una vez que el agua de refrigeración ha retirado el calor del equipo o proceso, es descargada en los sistemas de alcantarillado. El sistema cerrado de refrigeración reutiliza el agua mediante la eli-minación del calor que es absorbido en el proceso haciéndola circular a través de un refrigerador o una torre de enfriamiento.

• Sistema de potencia hidráulica.

La unidad de potencia hidráulica se compone de una bomba hidráulica generalmente impulsada por un motor eléctrico. La bomba presuriza el fluido hidráulico, que a su vez transmite la potencia a los componentes tales como los cilindros hidráulicos y motores hidráulicos.

• Calentador de aceite térmico/sistema enfriador.

El calentador de aceite térmico/sistema enfriador, consiste en un tanque lleno de aceite térmico, una bomba y ya sea de un calefactor o elemento de refrigeración. El aceite térmico es utilizado para controlar la temperatura del equipo o proceso.

• Sistema de aire comprimido.

El aire comprimido se utiliza para una variedad de aplicaciones dentro de una planta, incluyendo ali-mentación de cilindros, motores y actuadores. El sistema de aire comprimido consiste en un motor eléctrico acoplado a un compresor de aire. Desde allí, el aire pasa por lo general a un secador para retirar la humedad antes de ser distribuido en toda la planta a las diferentes aplicaciones.

• Sistema neumático para manejo de materia prima.

El sistema neumático para el manejo de materia prima se utiliza para el transporte de grandes canti-dades de material. Además del sistema de transporte neumático, dependiendo del tipo de material, equipos alternos tales como secadores pueden ser incluidos en este sistema.

1.3 Utilización de la energía en los procesos

Estudios realizados acerca del uso de la energía en la industria del plástico, muestran que cerca de 60% es consumida por los equipos de procesamiento, 17% por los compresores del sistema de aire comprimido, 10% en acondicionamiento de aire y ventilación, 8% en iluminación y 5% en refrigeración.

De la energía consumida por los equipos de procesamiento cerca de 70% es el aporte del motor prin-cipal y el restante 30% es el aporte de las bandas de calefacción. Estimaciones realizadas muestran que de la energía que se suministra a los equipos de procesamiento, se puede perder entre el 30% y el 70% de la energía aportada para la calefacción, cerca del 20% de la energía aportada por el sistema de accionamiento y aproximadamente el 23% de la energía requerida por el sistema de control.

El consumo de energía es específico y depende de la técnica de procesamiento. Para el empresario de este subsector, el consumo de energía asociado al proceso productivo es un factor importante porque representa un costo operativo importante.


El consumo de energía depende de una variedad de diferentes factores:

• Tipo y características de los de plásticos (por ejemplo, cada material tiene una diferente tempe-ratura de fusión).

• Diseño, complejidad y tamaño del producto final. Cuanto mayor sea la presión sobre la moldes, se consume más energía.

• Cada una de las técnicas utilizadas para la elaboración del producto tiene su energía específica de consumo, en función de calefacción, piezas de fundición, y la refrigeración.

• Cuanto mayor sea la cantidad de producción, menor será el consumo específico de energía, ge-neralmente esto se lleva por el indicador (kWh/Tonproducto).

• El tiempo de ciclo determina el tiempo que la bomba o el motor eléctrico opera durante el proce-so de moldeo.

• Tamaño de la planta.

• Frecuencia de uso del molde.

• Temperatura exterior o ambiente.


2.1 Caracterización energética del subsector productivo

La caracterización energética es un procedimiento de análisis cuantitativo y cualitativo, que permite apreciar la eficiencia con la que el establecimiento o empresa está administrando los recursos energé-ticos requeridos en sus procesos productivos. La caracterización energética es el paso previo para la implementación plan de administración de energía.

El análisis cualitativo se usa como herramienta para conocer las debilidades en cuanto a la administra-ción de los recursos energéticos. En cuanto al análisis cuantitativo, se utiliza para conocer niveles de eficiencia de los procesos y equipos que participan en estos, así como también de las pérdidas y los lugares donde se producen y la identificación de los potenciales de ahorro energético.

Para el desarrollo de la caracterización se plantean a continuación las pautas para un adecuado análi-sis cuantitativo y cualitativo de la empresa y sus procesos productivos.

Información base para la administración de la energía.

Para este punto se requiere la obtención de información relevante de consumos de energía por factu-ración mensual e información de producción mes a mes. Con la información obtenida de consumo y producción se debe establecer una correlación, con el fin de determinar como se encuentra la planta en términos de eficiencia energética, para esto se pueden encontrar los siguientes escenarios:

• La energía aumenta, pero a su vez se incrementa el nivel de producción

• La energía disminuye, de acuerdo a un nivel de producción más bajo

• La energía aumenta, pero a un nivel de producción inferior

De los posibles casos presentados anteriormente se puede concluir lo siguiente, los dos primeros son ideales y debe ser la meta de un programa de eficiencia energética, se podría concluir que la energía guarda una buena correlación con los niveles de producción. El último caso denota un uso deficiente de la energía porque a pesar que la producción disminuye, la energía aumenta. Estos casos deben ser estudiados en detalle, las alteraciones en el consumo de energía pueden verse afectados por fac-tores alternos a la producción, sin embargo es posible tomar como guía la comparación entre estos dos parámetros, en los casos en los que no se encuentren relaciones muy cercanas entre energía y producción, es necesario evaluar que acontecimiento atípico ocurrió el mes donde no se encontró correlación, esto puede verse reflejado en la inclusión de nuevos consumidores no asociados a la producción por ejemplo.

Información técnica general de la empresa y sus procesos productivos.

La información técnica general hace referencia a la información sobre los sistemas y equipos que inter-vienen en los procesos productivos de la empresa, esto es, elaborar un inventario con el fin de desa-rrollar una distribución energética de la empresa y de esta manera tener claro cuales son los equipos y sistemas más relevantes en cuanto a consumos energéticos.

Como información general también se deben tener en cuenta los consumos energéticos del estable-cimiento, tomando el valor aproximado de las facturas de energía, combustible, diesel y demás ener-géticos que la empresa demande, así como también se debe tener el registro de las tarifas unitarias asociadas a cada tipo de energético ($/kWh., $/m3, $/GAL, entre otros).

2. Plan de administración energética del Subsector productivo


Administración de la energía en la empresa.

A continuación se presentan los aspectos básicos que se deben tener en cuenta para llevar una ade-cuada administración de la energía.

1. Un responsable de los asuntos energéticos de la empresa.2. Se deben plantear metas y estrategias en cuanto al consumo de energía.3. Debe existir un control (toma de datos de energía y producción) y procesamiento de datos para un adecuado manejo de la eficiencia energética de la planta.4. Se debe contar con un plan estratégico para la corrección de ineficiencias encontradas en la empresa.

La caracterización de la empresa se complementa con la identificación de la capacidad de innovación tecnológica en los procesos productivos y en las áreas o equipos no asociadas a éstos. Otras herra-mientas aplicables a las actividades son: Diagramas de correlación de Energía (E) Vs. Producción (P), diagramas de Índice de Consumo Vs. Producción Equivalente y gráficos de tendencia.

A continuación se presenta una metodología para la toma de información y procesamiento de la mis-ma, con el ánimo de elaborar una correcta caracterización energética.

En esta etapa se busca determinar posibles anomalías en el comportamiento de los consumos a tra-vés del tiempo comparando producciones y consumos pasados con los actuales o los más recientes, identificando mejoras o desaciertos en las políticas productivas y energéticas tomadas en el pasado.

Para poder caracterizar energéticamente una empresa, se utilizan las siguientes herramientas:

Diagrama de Dispersión y Correlación

Es un gráfico que muestra la relación entre los datos obtenidos, en este caso consumo de energía y niveles de producción, mes a mes. Su objetivo es mostrar la correlación, positiva o negativa entre las variables antes mencionadas.

El objetivo principal de este tipo de gráfico es mostrar si las variables incluidas en la gráfica están co-rrelacionadas entre sí.

¿Cómo preparar un Diagrama de Dispersión?

1. Toma de la información necesaria, por ejemplo kWh/mes, Gal/mes, m3/mes, vs. Ton de producción/mes

2. Tabular los datos de manera tal que los exista una relación entre una variable y otra, por ejemplo para confrontarse, las variables deben corresponder a comportamientos de un mismo mes.

3. En la herramienta Excel, seleccionar gráfica y luego gráfica de dispersión (XY).

4. Se deben seleccionar los datos de tendencia y con el botón derecho en opciones de formato de línea de tendencia se debe seleccionar la opción de presentar ecuación del grafico y presentar R del gráfico.

5. Si el valor de R es mayor de 0.6 se puede decir que hay buena correlación, por lo que se pueden hacer proyecciones futuras con base en la ecuación mostrada.

6. Para la correlación de Consumo Vs. Producción se debe tratar de encontrar una correlación lineal, en caso de no encontrarse esta correlación, es posible evaluar el mes donde se encuentre un compor-tamiento atípico y de esta forma determinar si el comportamiento de este mes no es representativo dentro de la tendencia histórica de consumo de energía.


Tabla 1.2 Modelo de información para elaboración de la gráfica de dispersión4

A continuación se muestra un ejemplo de los datos de consumo de energía y producción generales, con el fin de identificar los puntos antes mencionados.

Meses Unidad de producción (Ton)

Consumo de energía (kWh/mes)

Indíce de consumo (kWh/unidad de producción)

Ene-06 9.006 327.236 58,39

Feb-06 8.217 324.935 63,26

Mar-06 9.076 374.527 66,22

Abr-06 7.101 371.442 80,33

May-06 8.704 412.329 74,54

Jun-06 9.263 405.983 69,01

Jul-06 9.634 415.889 69,02

Ago-06 9.527 402.914 67,75

Sep-06 10.032 420.133 67,60

Oct-06 11.100 451.724 65,03

Nov-06 11.085 445.578 64,65

Dic-06 10.864 456.996 67,90

Promedio 9.637 407.539 67

y= 49.849x +104R2=0.6922

500.000

450.000

400.000

350.000

300.000

250.000

200.000

150.000

| | | | | | |

| | | | | | | 4.000 4.500 5.000 5.500 6.000 6.500 7.000 7.500

. ...... . . .. ....

Co

nsu

mo

de

en

erg

ía e

léct

rica

(kW

h/m

es)

Producción equivalente (unidades de producción)

Consumo de energía eléctrica vs. producciónAuditoria energética

.E Lineal (E)

4 Tabla y gráfica de elaboración propia


2.2 Responsabilidad dentro del plan de administración de energía

El compromiso del responsable del plan, es el procesamiento de la información recopilada de energía y producción, establecimiento de las metas, actividades y compromisos para la reducción de costos energéticos.

2.3 Análisis de la información

En esta etapa se efectúa el análisis de diagramas de distribución energética, diagramas unifilares, iden-tificación de los equipos y sistemas claves en la empresa.

2.4 Construcción e implementación de indicadores

Los instrumentos para determinar los indicadores energéticos son: encuesta cualitativa, diagramas de correlación consumo de energía (E) Vs. Producción (P) y gráficos de pareto y diagnóstico de recorrido a las áreas y procesos.

2.5 Plan de control y monitoreo

El monitoreo es la herramienta que permite evaluar el comportamiento del consumo de la energía, tanto eléctrica, como térmica, con respecto a una base de referencia, una vez identificado alguna variación negativa en el comportamiento de dicho indicador, se toman las acciones correctivas para regresar a las condiciones iniciales o mejorarlas incluso (control).

Para un correcto dimensionamiento de un plan de control y monitoreo es necesario definir como mí-nimo los siguientes aspectos.

• Definición de metas para el control de indicadores de administración de la energía.• Definición de los alcances del plan.• Identificación de las variables de control (indicadores).• Registros para la toma de información (planillas de control).

2.6 Variables de control y monitoreo

Para establecer las variables de control y monitoreo, se debe identificar los eventos que tienen impac-to en la variabilidad de los consumos energéticos. Es necesario realizar actividades de reconocimiento con el personal operativo de cada turno, con el fin de identificar dichas variables y acciones correc-tivas al respecto.

2.7 Vigilancia tecnológica

Con el propósito de contribuir con el desarrollo de nuevas tecnologías asociadas a los procesos de la empresa con mayor consumo energético, y de fortalecer las capacidades y competencias que ayuden a la innovación, se deben valorar las necesidades energéticas y tecnológicas asociadas a la produc-tividad de la empresa, teniendo en cuenta los indicadores y metas de ahorro energético, para este punto se debe encontrar apoyo en consulta web, apoyo en proveedores de equipos y empresas de consultoría, con el fin de mantener una continua actualización de los nuevos equipos o tecnologías disponibles en el mercado.

2.8 Medidas de uso racional y eficiente de la energía

En esta etapa se deben valorar técnica, económica y ambientalmente las medidas de ahorro energéti-co a corto, mediano y largo plazo. Las medidas de ahorro obtenidas se pueden clasificar en: medidas operacionales y de mantenimiento y medidas de cambio tecnológico, y esta última debe ser evaluada por el costo de la inversión, por el tiempo de recuperación y por el tiempo de la ejecución.


2.9 Implementación de mejoras energéticas

En esta actividad se implementan las soluciones que generan un ahorro energético asociado a proceso productivo de la empresa.

2.10 Evaluación de resultados Se debe realizar una evaluación de los resultados obtenidos, de acuerdo a la implementación de me-didas de ahorro, en este punto es de mucha importancia los gráficos de correlación previamente determinados.


3.1 Proceso de Extrusión

Fusión

Existen dos aspectos importantes en el funcionamiento del extrusor y se relacionan con el diseño de los tornillos utilizados en estas máquinas. Estos factores son la eficiencia de la fusión y el flujo de salida del extrusor. En la zona de alimentación, el material, en polvo o en granza, es transportado como en cualquier tornillo de Arquímedes dispuesto horizontalmente.

En estos tornillos el caudal se hace tanto mayor cuanto mayor sea el coeficiente de rozamiento del sólido con la carcasa con respecto al del sólido con el tornillo o eje del tornillo. Por ello las carcasas de las extrusoras en esta sección suelen rasurarse según las generatrices del cilindro. Debe de evitarse la plastificación del material, posibilitando de ese modo el escape del aire atrapado entre los gránulos, por lo que puede ser necesario refrigerar la carcasa en los tramos más próximos a la tolva de alimen-tación.

Conforme se transporta el polímero a lo largo del tornillo se llega a la zona de compresión en la que el diámetro del eje del tornillo aumenta, haciéndolo también los esfuerzos radiales y de cizalla sobre el material (se incrementa la fricción) que, con ayuda de un calentamiento exterior, por la carcasa, co-mienza a reblandecerse o fundir (plastificarse) formando una delgada película en la pared de la camisa, cuyo espesor sobre el sólido permanece constante.

El tornillo desprende la película fundida al girar. El material fundido tiende a embolsarse junto a los filetes traseros, con respecto al sentido del movimiento, mientras que el sólido pastoso se acumula junto a los filetes delanteros, hasta que el total queda fundido, según se representa esquemáticamente en las tres secciones de los canales helicoidales del tornillo de la Figura 3.1.

3. Fundamentos tecnico energéticos involucrados en el proceso productivo

Solido

Camisa

Tornillo Charco de fundido

Acumulación de gránulos

Vx x

V= W.R Z

Figura 3.1 Canales Helicoidales.


El polímero fundido se mueve desde la cara frontal del hilo hacia el núcleo y luego barre de nuevo para establecer un movimiento rotatorio en frente del borde de conducción del hilo. Mientras, se barren otros gránulos o partes sólidas de la masa compactada del polímero hacia el “charco de fundido” en formación. El proceso continúa lentamente hasta que se funde todo el polímero.

El proceso de fusión es eficaz al principio, pero conforme avanza, la proporción del canal ocupado por los sólidos disminuye de modo que reduce el contacto entre los sólidos y la camisa caliente. La “masa” de sólidos se rompe y las partículas sólidas se funden gracias a la temperatura del material fundido que hay alrededor. Puede resumirse los efectos de las diferencias en las características del tornillo como sigue:

• Canal más profundo: transporta más material, pero tarda más tiempo en completar la fusión.

• Operación rápida: aumenta la producción, pero los sólidos persisten a lo largo del tornillo al ter-minar la operación.

• Un canal menos profundo puede ayudar a una operación rápida para aumentar la producción debido a una fusión más efectiva, pero el peligro está en que las mayores tensiones de corte que resultan puede conducir a un sobrecalentamiento.

Una de las modificaciones para optimizar la fusión es la del tornillo de hilo de barrera. Tiene un hilo extra, separado del que contiene los gránulos del sólido. Su espacio libre dentro del barril es menor que el tamaño del gránulo. Al iniciarse la fusión, el polímero fundido tiene la capacidad de moverse hacia el nuevo canal, y de esa manera, quedan separados el sólido y el material fundido. Los hilos normales y de barrera tienen diferentes ángulos de hélice.

El canal de sólidos empieza entonces ancho y luego se estrecha, ocurre lo contrario en el canal del material fundido. De esa manera, la eficiencia inicial de la fusión se mantiene conforme el material fundido que se produce, se somete a esfuerzos y disminuye el volumen del canal para acomodar el volumen decreciente de sólidos. El inventor del tornillo de hilo de barrera fue Maillefer y estos tornillos llevan generalmente su nombre, aunque existen otros diseños y variantes.

Otro aspecto importante para mejorar la fusión es el uso de dispositivos de mezcla antes de la zona de bombeo. La mezcla también mejora la fusión por la simple “agitación” del material.

Para aumentar la capacidad de plastificación deberá aumentarse el valor de la energía suministra-da, bien sea aumentando la velocidad de giro del tornillo o bien aumentando la temperatura de la carcasa.

En la práctica actual, todas las extrusoras se llevan al límite de la velocidad periférica compatible con el plástico que se esté procesando (V = 50m/min, para los termoplásticos más termorresisten-tes y de 10 a 20 m/min para los más termodegradables como el PVC, PMMA y ABS), por lo que el calentamiento de la carcasa sólo sirve para compensar las pérdidas térmicas por radiación y con-vección, aunque es muy importante para las paradas y puestas en marcha.

En el proceso de Inyección, al igual que en la extrusión, los parámetros a controlar dependen del material a trabajar, del diseño del molde y la pieza. Cada caso es particular, las variables a controlar son: temperaturas; velocidades, presiones; distancias y tiempos.

Temperaturas

Las temperaturas pueden ser del cilindro de plastificación, de la boquilla y del molde. La temperatura del cilindro de plastificación y de la boquilla, esta dada por el tipo de material a trabajar, estas tempe-raturas se ajustan de acuerdo a la temperatura de la masa fundida, la temperatura de la masa fundida determina las propiedades estructurales de una pieza moldeada, por lo que debe ser constante y uni-forme ya que controla la densidad y contracción.


El proceso de plastificación de una resina cristalina es muy estrecho y requiere más energía. De igual manera la temperatura del molde está en función o es determinada por el material plástico a trabajar y el acabado de la pieza. La temperatura del aceite de la máquina se controla mediante un sistema de refrigeración, la temperatura del aceite de la máquina debe ser de 40 ºC y no exceder los 50 ºC.

Temperaturas del barril

Los ajustes reales de temperatura del barril dependerán de la relación de capacidad del barril respecto al tamaño de la colada. Si se va a usar una porción grande del barril para cada colada, se deben incre-mentar las temperaturas de la zona posterior.

Si sólo se va a utilizar una pequeña porción del barril, se deben reducir las temperaturas de la zona in-termedia. Un tiempo extenso de residencia producirá una degradación del polímero y las propiedades de la pieza moldeada serán inaceptables. Si el fundido se mantiene a temperaturas superiores a 660°F (350°C), se puede producir una degradación del polímero, lo cual se debe evitar.

La temperatura de la boquilla debe ajustarse para evitar el congelamiento o el escurrimiento. La tem-peratura de la boquilla debe fijarse en el punto más alto posible para reducir al mínimo el material frío, pero suficientemente baja como para evitar el escurrimiento.

Los controladores de temperatura del molde deben fijarse para mantener la temperatura del molde a la temperatura mínima. Se pueden usar temperaturas más altas para mejorar el aspecto superficial o facilitar el llenado de la cavidad del molde, pero es posible que se alarguen los tiempos del ciclo. Puede ser que las piezas con secciones muy delgadas en las paredes requieran temperaturas más altas en el molde para lograr una cristalinidad óptima.

Velocidades

Velocidad de cierre de molde, es la distancia que recorre la platina móvil hasta hacer contacto con la platina fija del molde (es importante mencionar que la unidad de cierre se forma de parte móvil y parte fija) en un tiempo determinado, la velocidad de cierre del molde se realiza en varias etapas: Alta velocidad, media velocidad y baja velocidad.

Calentamiento y enfriamiento.

En las máquinas de alta velocidad, prácticamente todo el calentamiento proviene del esfuerzo de corte al que se somete el material fundido viscoso. Por lo común, algo de calor se genera por esta fuente y algo por los calentadores de la camisa del extrusor. Una relación común podría ser de 67% de fricción y 34% de conducción.

También hay enfriadores, por lo común abanicos, para disipar el exceso de calor. Todo el sistema se controla por medio de termostato para tener un control preciso de la temperatura del material fundido. La longitud de la máquina se divide en tres o cuatro secciones para favorecer la variación de la tempe-ratura y obtener un proceso óptimo.

Puede considerarse que la condición de operación práctica se halla entre los extremos de la operación adiabática, en donde sólo habría calor proveniente de la disipación viscosa, y de la operación isotér-mica, en donde la temperatura sería la misma en todos los puntos, al generar el calor por medio de calentadores o al disiparlo por medio de enfriadores para contrarrestar los cambios en la temperatura del material fundido.

Los extrusores reales no son de uno ni de otro tipo (ni isotérmicas, ni adiabáticas); incluso las máqui-nas conocidas como adiabáticas deben tener pérdidas de calor y una máquina que se alimenta con materia prima fría no puede trabajar isotérmicamente. Sin embargo, la zona de bombeo se aproxima a las condiciones isotérmicas.


3.2 Proceso de Soplado

Como ya se ha comentado, principalmente los productos plásticos se pueden obtener mediante la extrusión y la inyección, las técnicas de soplado se pueden agrupar en extrusión-soplado, inyección-soplado, y tensionado-soplado. En esta última se obtienen piezas bi-orientadas, y la pieza se fabrica mediante alguna de las técnicas anteriores (extrusión-soplado o inyección-soplado)

Los equipos de extrusión-soplado constan de una extrusora con un sistema plastificador (cilindro o barril y tornillo) de las mismas características que se estudiaron anteriormente. Además de esto, es necesaria una matriz o dado que da la forma deseada a la sección transversal de la preforma tubular, también es necesario un equipo soplador y un molde de soplado.

En el moldeo por extrusión-soplado, el aire se introduce a presión dentro del precursor (preforma), de modo que éste se expanda contra las paredes del molde con la presión necesaria para adoptar todas las características de la superficie del molde. Debido a ello, es muy importante controlar la velocidad y la presión del aire a la entrada, esto se realiza mediante un tamaño adecuado del orifico.

Normalmente, la presión del aire que se emplea para soplar los precursores está comprendida entre 250 y 1000kg/cm². Es posible que al utilizar presiones de aire por encima de este rango se agujere el precursor, mientras que trabajar con presiones por debajo el precursor no adopte con exactitud la forma del molde.

Otro factor a tener en cuenta es la humedad relativa del aire soplado. La falta de control de esta, puede provocar marcas sobre la superficie interior del producto.

Por otra parte, la mayoría de los moldes empleados en el proceso de soplado no pueden proporcionar capacidad elevada de enfriamiento como los moldes empleados en inyección, esto pasa por un diseño adecuado de los canales de refrigeración del molde.

En el proceso de soplado, la pieza se enfría solo por la superficie externa, aparte de la pequeña contri-bución al enfriamiento que realiza el aire soplado, de modo que el enfriamiento es bastante deficiente si se compara con el proceso de inyección.


4. Herramientas de diagnóstico energético

4.1 Diagnóstico preliminar

El objeto principal de este proceso es identificar las oportunidades o proyectos de ahorro energético en los equipos y procesos clave de la empresa, en este caso, equipos de procesos, motores, sistema de aire comprimido, iluminación, bombas. Para lograr este objetivo, se establecen los siguientes pasos para el desarrollo del proceso:

Diagnóstico de recorrido: el cual consiste en ha-cer un reconocimiento a las instalaciones y siste-mas que tienen un mayor impacto en el consumo de energía eléctrica, en donde se dispondrá de un formato de verificación y evaluación previa de los aspectos técnicos que tienen incidencia sobre los consumos de energía.

Diagnóstico y Análisis energético: esta fase consiste en realizar un diagnóstico energético de los sistemas y equipos de mayor impacto. Este análisis se desarrollará en las siguientes fases:

• Toma de datos característicos de equipos y/o sistemas.• Chequeo de las condiciones físicas y técni-cas de las unidades, mediante una inspección visual detalla.• Toma y registro de mediciones de las varia-bles termomecánicas (Presiones, temperatu-ras, caudal y volumen) en cada una de las uni-dades de los sistemas a tratar.• Registro de mediciones de las variables eléc-tricas de cada equipo. • Análisis de las condiciones de operación de las unidades frente a los estándares estableci-dos por el fabricante.• Determinación del rendimiento energético actual de las unidades de los sistemas a tratar a partir de las mediciones eléctricas y termo-mecánicas realizadas.• Para los equipos de procesos se tendrá el indicador que relaciona la demanda de poten-cia activa respecto a la cantidad de producto terminado; esto kilovatios-hora /Tonelada de Producto).

Determinación de ineficiencias energéticas: con base en la información obtenida durante el diag-nóstico de recorrido y de los resultados obteni-dos de la valoración técnica y energética de las

unidades, se deben establecer las ineficiencias energéticas en donde se hará relación de las prin-cipales causas que incrementan el consumo de energía eléctrica.

Información necesaria para el diagnóstico: Como información necesaria para la realización del diag-nóstico preliminar en la empresa, se requiere la siguiente información:

Consumos de energía y facturación

La información de consumos es utilizada como base para reconocer de manera más clara la can-tidad de energía consumida por la empresa y a su vez, determinar una distribución energética, uti-lizando como herramienta equipos de medición para cada uno de los sistemas involucrados con la producción y los no asociados con los proce-sos productivos.

Estructura física de los sistemas

El conocimiento de la estructura física de los sis-temas permite una visualización mas clara de los procesos productivos, como también de procesos secundarios asociados a unidades de servicio, en donde se pueden reconocer oportunidades de mejora de tipo operacional, tecnológica o de mantenimiento en dichos sistemas.

Condiciones de operación

La información de operación es de gran relevan-cia durante el diagnóstico energético. Con estos datos se puede analizar en profundidad variables de los procesos teniendo en cuenta la relación Energía Vs. Producción, y a su vez identificar oportunidades de mejora con la variación de es-tos parámetros operacionales.


4.2 Estudio detallado de las soluciones de ahorro por medidas opera-cionales y de mantenimiento o de buenas prácticas operacionales (BPO) En esta fase de la primera etapa del proyecto, se deben establecer las medidas de ahorro de tipo operacional y de mantenimiento (BPO) pertinentes para cada equipo de los sistemas intervenidos con base en los resultados obtenidos en la fase de identificación de puntos potenciales de ahorro. A conti-nuación se da una breve explicación:

Determinación de las medidas de ahorro: se establecerán las medidas de ahorro por equipo a partir de las ineficiencias energéticas encontra-das. El carácter de estas son de tipo operacional y de mantenimiento (BPO). A continuación se da una explicación de estas:

Medidas de Tipo Operacional: son aquellas que dan solución a ineficiencias que relacionan las malas prácticas operacionales sobre los equipos y sistemas, las cuales tienen que ver con las horas de utilización, ajustes de set points en controles de los procesos y sistemas, hábitos de operación de los equipos, y la programación de los procesos productivos.

Medidas de Tipo Mantenimiento: son aquellas que dan solución a ineficiencias que relacionan las

Análisis comparativo de la tecnología: en esta parte del estudio se debe realizar un análisis de las tecnologías existentes con respecto a aquellas que el mercado ofrece en estos momentos. Estos son los aspectos a seguir:

• Levantamiento de información básica de ubi-cación, espacio y dimensiones, tuberías actual de los equipos previamente seleccionados para su sustitución.• Selección de equipos potenciales de última tecnología y de alta eficiencia energética para la sustitución de las actuales unidades.• Análisis comparativo de las actuales unida-des con respecto a los equipos candidatos, desde el punto de vista energético.

Análisis Económico de la sustitución: consiste en determinar la inversión necesaria para el cam-bio, incluyendo costos de financiación, y los bene-ficios energéticos que genera dicha sustitución. Finalmente, realizar un análisis de costo – benefi-

inadecuadas condiciones de operación (presio-nes, temperatura, humedad, caudales y volúme-nes) y el estado físico y técnico de los equipos y sus componentes, así como también, las condi-ciones actuales del programa de mantenimiento de la empresa; estas últimas siendo revisadas y modificadas, si es necesario, para conseguir los objetivos y metas energéticas propuestos en el proyecto.

Formulación de la matriz de ahorros alcanza-dos: consiste en la cuantificación de los potencia-les de ahorros de energía eléctrica que se esperan alcanzar con la implementación de las medidas de ahorro propuestas, la cual establece el porcentaje de ahorro, la cantidad de energía ahorrada y el va-lor económico que este representa.

4.3 Estudio de las soluciones de ahorro de energía por medidas de cambio tecnológico

En esta fase de la primera etapa del proyecto, se establecerán las medidas de ahorro de cambio tecnológico pertinentes con base en los resultados obtenidos en la fase de identificación de puntos potenciales de ahorro por sistema consumidor. A continuación se da una breve explicación:

cio para ver la viabilidad del cambio. Estos son los aspectos a seguir:

• Determinación de la inversión necesaria para la sustitución de las unidades teniendo en cuenta varias alternativas.• Evaluación económica de la inversión de cada alternativa frente a los beneficios en ma-teria del ahorro de energía eléctrica, costos de mantenimiento, y estado tecnológico.• Selección de la mejor alternativa teniendo como criterio principal la recuperación de la inversión con base en los ahorros potenciales de energía eléctrica.

Formulación de la matriz de cambio tecnológico: se debe formular la matriz de sustitución de equi-pos en donde se presenta el potencial de ahorro de energía, la cantidad y el valor económico que este representa dentro del sistema, y el periodo de recuperación de la inversión.


5. Identificación de ineficiencias y formulación de medidas de ahorro

5.1 Secuencia de identificación de ineficiencias con enfoque a la aplicación de medidas

El objetivo de este paso inicial es asegurar que el equipo que realizará el diagnóstico energético se encuentre preparado y organizado para poder optimizar el aprovechamiento del tiempo que se invierta en la realización del trabajo. Se deberán revisar todos los antecedentes, estudios previos sobre algún sistema en particular o alguno específico sobre el manejo de la energía en la empresa, y juntar toda la información disponible sobre la instalación, para poder hacer una planificación adecuada. Las principa-les actividades para la identificación de ineficiencias deben ser como mínimo las siguientes.

Consecución de información: Si no se ha llevado a cabo con anterioridad algún tipo de diagnóstico energético se deberá solicitar la información de los últimos 12 meses de operación; producción corres-pondiente y consumos de materias primas, horarios típicos de operación de la planta.

Análisis de la información recopilada: Una vez recopilada la información es necesario el análisis de la misma, en lo que corresponde a elaboración de diagramas de tendencias de consumo de energía, es-tablecimientos de indicadores de producción, elaboración de matrices fuente uso, entre otras.

Identificación de ineficiencias: En este paso se debe hacer el recorrido en la empresa identificando oportunidades de ahorro de acuerdo a lo planteado en esta guía y de acuerdo a la experiencia del personal técnico de la empresa.

5.2 Mediciones de consumo y de variables de procesoEl objetivo del trabajo de campo es obtener datos e información operacional de los equipos y sistemas en la investigación detallada de la operación de los mayores consumidores de energía en la planta. El trabajo consta, principalmente, de tres partes: entrevistas, inspección y mediciones.

Los pasos a dar durante la visita a un establecimiento para la realización de un diagnóstico energético son las siguientes:

a) Comprobar que se cuenta con los equipos de medición mínimos para recopilar información necesaria.

b) Valoración del proceso productivo que se ajuste a las condiciones de la empresa.

c) Levantamiento de la información del proceso productivo.

d) Selección del equipo que realizará las mediciones en la empresa.

e) Realización de las mediciones.

f) Fijar un orden de trabajo.

g) Decidir los puntos necesarios y suficientes en los que se van a efectuar mediciones.

h) Dar instrucciones oportunas al personal de fábrica para que realice el trabajo necesario (conexión de equipos de medición, etc.).

i) Calibrar y/o constatar equipos de medición.


5.3 Análisis de Ineficiencias en consideración del problema, causa y solución

Para el manejo del análisis de ineficiencias se consideró una revisión por sistemas consumidores, es por esto que se ha definido una metodología para el repaso de cada uno de estos.La estructura definida para esto se presenta a continuación:

Notas generales: provee información general de equipos y sistemas considerados en cada sección.

Para investigar o preguntar: provee los puntos para la elaboración de una lista de chequeo que permita el recorrido en la empresa con el ánimo de facilitar la identificación de ineficiencias. Se ha dispuesto que tenga una pregunta afirmativa y una negativa para evaluar la posibilidad de un estudio más deta-llado.

Resumen de medidas de ahorro: al final de cada capítulo se presenta un resumen que consolida lo tratado a lo largo de la sección.

Motores – Sistema de Potencia

El motor principal de los procesos de extrusión, inyección y soplado constituyen cerca del 40% del uso de la energía en la industria plástica.

En los procesos de transformación de plástico se encuentran de todo tipo de motores. Motores hidráu-licos, motores eléctricos de corriente directa y de corriente alterna. Hasta hace algunos años el es-tándar tecnológico de accionamiento para los equipos de conformación de plásticos eran los motores D.C. El desarrollo de motores de corriente alterna sincrónicos de alto torque operados con variadores electrónicos de velocidad ha desplazado el motor de corriente directa por dos razones básicas:

• La facilidad de mantenimiento • La mayor eficiencia energética, especialmente a regímenes de baja velocidad

En el sistema de accionamiento convencional, constituido por el motor y el sistema de reducción que emplea una caja de engranajes y/o poleas, cerca de 20% de la energía perdida se origina en el roza-miento de los engranajes o de las correas en las poleas.

Por este motivo, los nuevos motores de accionamiento directo, que pueden trabajar a bajas velocida-des con un alto torque vienen convirtiéndose lentamente en el estándar tecnológico del proceso de extrusión, figura 5.1. Estos motores operan con eficiencias por encima del 95%.

Notas generales

Figura 5.1. Motores de accionamiento directo con alto torque


Se asumieron horas de operación al mes de 720 con una tarifa de 250 $/kWh y un porcentaje de carga de 75% para los cálculos respectivos.

La Tabla 5.2. puede ser utilizada para determinar de manera sencilla los costos operativos por la potencia del motor.

Valoraciones acerca de motores eléctricos

Potencia del motor

(HP)

Costos operativos de un motor de eficiencia estándar por caballo de

fuerza ($)

Ahorros de un motor de eficiencia Premium por caballo

de fuerza ($)

Incremento en la eficiencia (%)

5 – 10 $106.755 - $135.870 por HP $25.233 - $38.820 por HP 5.0% - 3.5%

15 – 30 $106.755 - $116.460 por HP $19.410 - $29.115 por HPAproximadamente

igual al anterior

40 – 125Aproximadamente

igual al anteriorAproximadamente igual al

anterior3.5% - 3%

A continuación se plantean consejos prácticos para la operación eficiente de este tipo de motores.

Si No ¿Existen motores de eficiencia estándar en la empresa?

Si No ¿Existen correas estándar (tipo V) instaladas en los equipos asociados a motores?

Si No ¿Existen motores operando en vacío?

Si No ¿Existe la posibilidad de uso de variadores de velocidad en algún proceso?

Si No ¿Existen motores sobredimensionados?

Para investigar o preguntar

Si No ¿Está la tensión de alimentación de los motores balanceada?

Si No ¿Es mejor un motor grande o varios motores pequeños?

Si No ¿Es posible reagrupar las líneas de proceso, con el fin de eliminar el transporte de ma teriales?

Si No ¿Se encuentra el motor en buen estado de mantenimiento?

Si No ¿Ha sido el motor rebobinado? ¿Cuántas veces?

Si No ¿El proceso es necesario que sea motorizado? ¿Puede la labor hacerse manualmente?

Valoraciones acerca de motores eléctricos

Costo de operación de un motor a un 75% de carga al mes. $ 135.000/HP (Caballo de fuerza).

Requerimiento de potencia eléctrica de los motores. 3 kW por cada 5 HP de carga del motor.

Corriente a plena carga para un sistema trifásico a 460 V. 1.2 A por cada HP de carga del motor.

Corriente a plena carga para un sistema trifásico a 220 V. 2.4 A por cada HP de carga del motor.

Tabla 5.1 Principios básicos para estimar usos de energía en motores.

Tabla 5.2 Costos operativos por la potencia del motor.


Sistema de calefacción de las unidades de plastificación

El calentamiento de las unidades de plastificación en los procesos de inyección, extrusión y soplado utiliza cerca del 18% de la energía en los procesos de plastificación. Este sistema ha empleado conven-cionalmente resistencias eléctricas. Sin embargo, la transferencia de calor por radiación y convección hacia el medio ambiente genera pérdidas importantes de energía.

Se pueden determinar la pérdida de energía eléctrica o térmica en forma de calor a través de paredes con aislamientos deteriorados o sin aislar, con el fin de cuantificar los ahorros que se pueden obtener al corregir dichas anomalías. El método para determinar las pérdidas de calor por paredes es el símil de resistencias térmicas, el cual tiene en cuenta las temperaturas interior y exterior, conductividad tér-mica del material de la pared, coeficiente de transferencia de calor por convección y el espesor de la pared. A continuación se presenta los fundamentos teóricos para determinar dichas pérdidas de calor.

Donde: *Q Flujo de de calor al exterior (W)T∞1Temperatura al interior del horno (°C)T∞2Temperatura de los alrededores del horno (T ambiente °C)Rtotal Resistencia térmica total (°C/W)

La resistencia térmica total se determina mediante un símil de resistencia eléctricas, pero usando las conductividades térmicas de los medios de transferencia de calor. Esta resistencia total se calcula:

Estas resistencias térmicas son: por conducción, convección y/o Convección y radiación combinadas, y son determinadas mediante las siguientes expresiones:

Donde:L - Espesor de la pared (m)k - Conductividad térmica del material o pared (W/m)A - Área transversal de transferencia de calor (m2)h1 - Coeficiente de transferencia de calor por convección (W/m2 °C)

La solución más obvia es el aislamiento de las bandas. Los costos de operación del sistema se reducen hasta en un 45% y se estima que el proceso de arranque y puesta a punto es un 35% más rápido.

Notas generales

*Q = T∞1- T∞2

Rtotal

Rtotal = Σ Rtérmicas

Rconducción = L kA

Rconvección = L h1A



Si No ¿Están correctamente aislados las carcazas de los barriles?

Si No ¿Es apagado el sistema de calefacción en tiempos muertos o de parada?

Si No ¿Actualmente se está realizando un control de temperatura de fusión de los gránulos?

Si No ¿?

Sistema de aire comprimido

Este sistema constituye alrededor del 17% del consumo de energía eléctrica en la industria plástica. En los sistemas de aire comprimido uno de los factores más importantes que influyen en su desempeño energético son las fugas de aire. Para determinar las fugas de aire en las redes de distribución de los sistemas de aire comprimido se pueden usar varios métodos descritos a continuación:

Para los compresores con control de dos posiciones se puede emplear un método muy sencillo para estimar el porcentaje de fugas en el sistema. El método consiste en estimar inicialmente la producción total de aire comprimido con la planta funcionado a plena carga a partir de los tiempos de trabajo y parada del compresor, y luego de igual forma estimar las fugas con todos los equipos de uso parados. De esta forma se obtiene:

Existe otro método para localizar los puntos de fugas, el cual consiste en el uso de un detector acústico de ultrasonido, el cual identifica el sonido de alta frecuencia generado por las fugas de aire. Otro méto-do, que es más engorroso, consiste en la aplicación de solución jabonosa en las áreas bajo sospecha.

Las ventajas de aplicar el método de detección de fugas por medio de técnicas de ultrasonido, son: Rapidez y facilidad en la identificación de la fuga, facilidad en la cuantificación de las perdidas de aire y por ende en la cuantificación de pérdidas de energía, ya que el método asocia los decibeles detecta-dos con el caudal de la fuga, y con este último se determina las pérdidas. Para determinar las pérdidas de energía se utilizan las siguientes expresiones:

Tpon , Tpoff : Tiempos de trabajo y parada del compresor sin consumo en equipos de uso final, minutos.

Ton + Tof : Tiempos de trabajo y parada del compresor con equipos de uso final funcionando a plena carga, minutos.

Dónde:

F- es el consumo de energía por pie cúbico generado.

Notas generales

Tpon /(Tpon + Tpoff ) Ton / (Ton + Toff)% de Fugas = x100%

F = (Potcompressor KwhCFMproducidos*60 ft3min

1hr(


El costo de las fugas se determina:

Otro aspecto a tener en cuenta en los sistemas de aire comprimido es el control de la temperatura de admisión, pues es indispensable para mantener niveles de eficiencia elevados, ya que un incremento en temperatura, implica una reducción de la densidad del aire y por lo tanto a la reducción de capa-cidad del flujo másico y la presión del sistema. Debe procurarse la admisión de aire del exterior con la temperatura más baja posible durante la operación de los compresores, ya que por cada 4 °C de incremento en temperatura del aire aspirado se aumenta el consumo de energía en 1 % para el mismo caudal, mientras que por cada 3 °C de disminución en la temperatura del aire aspirado se presenta 1 % más de aire comprimido para el mismo consumo de energía.

A continuación se plantea consejos prácticos para la operación eficiente del sistema de aire comprimido

Consumo Fuga (kW) = cfmFugas *F*60

Costo fuga= $ Cosumo fuga (kW)* Tarifa $mes kWh

minh

( (( (


En la utilización del aire comprimido se relaciona el costo energético para la obtención del mismo y la relación de éste con el rendimiento general del sistema.

Si No ¿Se presentan fugas de aire en el sistema de aire comprimido en conectores y juntas como mangueras flexibles, etc.?

Si No ¿La succión de aire del compresor se encuentra a temperaturas por encima de la tem peratura ambiente?

Si No ¿Se presentan zonas de baja demanda sin implementación de dispositivos regulado res, donde no se requiere la presión total del sistema?

Si No ¿Se presenta uso inadecuado del aire comprimido: soplado, inyección de aire, aspira do, atomización, etc.?

El sistema de aire acondicionado contribuye al consumo de energía eléctrica y debe ser tenido a con-sideración dentro del estudio energético, a continuación se presentan los factores más importantes que inciden en el consumo de energía.

1) Horas de utilización:

• Al aumentar las horas de utilización más de lo debido de un equipo de refrigeración o aire acondicionado se está incurriendo en un sobre consumo de energía eléctrica.

• La falta de control operacional en el apaga-do y encendido de estos equipos genera un

mayor tiempo de utilización, por ende, un alto consumo de energía.

Para evitar esto se recomienda:

• Realizar una programación diaria del encen-dido y apagado del equipo. Generalmente, las unidades se deben encender 30 o 15 minutos antes de iniciar labores, mantenerlas apaga-

Sistema de aire acondicionado

Notas generales


Si No ¿Existen obstrucciones en el sistema de ventilación? (filtros, paneles, ductos, sucios y/o en mal estado)

Si No ¿Están los aislamientos de las tuberías de succión en buen estado?

Si No ¿Están las unidades con una carga aceptable de refrigerante? (dependiendo de la ca pacidad del sistema?

Si No ¿Están los ventiladores de las unidades condensadoras funcionando correctamente?

Si No ¿Están los termóstatos ajustados a una temperatura por debajo de los niveles de con fort? (entre 24 °C y 25 °C)

das en recesos de medios días, y encenderlas nuevamente y de apagarlas una hora antes de terminar la jornada del día. Es necesario tener un responsable para este control y llevar un registro de estas actividades. La reducción de energía eléctrica que se puede alcanzar con este control es de un 10%.

2) Condiciones de operación:

• Las condiciones de operación que generan altos consumos de energía eléctrica en las uni-dades de refrigeración son:

• Altas presiones de condensación.• Bajas temperaturas de evaporación.

Las altas temperaturas de condensación se dan por:

• Deterioro de los paneles condensadores.• Exceso de suciedad de paneles.• Inadecuado flujo de aire de los ventiladores.• Condensadoras mal ubicadas.• Sobre carga de refrigerante.• Disminución de la eficiencia isentrópica de los compresores ocasionando altas tempera-turas de descarga.

Las bajas presiones de succión y altos sobreca-lentamientos se dan por:

• Falta de aislamiento térmico en tuberías de succión (tubería fría).• Válvulas de expansión descalibradas.• Falta de fluido refrigerante.• Filtros secadores obstruidos.• Fugas de refrigerante.• Suciedad de los filtros y de los paneles de los evaporadores.

• Intercambiadores incrustados.• Bajo flujo de aire a través del evaporador.• Compresor instalado a una gran distancia con respecto al evaporador.• Sistemas de distribución ineficientes o mal diseñados, rejillas de suministro y de retorno obstruidas reducen la capacidad de enfria-miento ocasionando un mayor tiempo de tra-bajo de las unidades de refrigeración.• Fugas de aire frío en ductos, por zonas no climatizadas generan pérdidas considerables de energía eléctrica.• Falta de aislamiento térmico de ductos de distribución y de los cuartos en donde se ubi-can las unidades manejadoras, y en tuberías de agua fría y de intercambiadores en unida-des CHILLER genera un aumento considerable en la temperatura del aire que sale de las re-jillas, ocasionando un mayor trabajo para las unidades de refrigeración.

3) Control.

• La no existencia de control de temperatura para un lugar ocasiona el trabajo continuo de las unidades de refrigeración.• Termostatos descalibrados, de lenta respues-ta o que estén deshabilitados generan sobre consumos de energía eléctrica.• La falta de presóstatos en las líneas de suc-ción y de descarga del compresor, genera la falta de control de las presiones en estos pun-tos ocasionando variaciones en las condicio-nes de operación que aumentan el consumo de energía. • La falta de controles de temperatura del agua fría, o su mal funcionamiento genera pérdidas de energía eléctrica en los CHILLERS



Si No ¿Están las puertas, las ventanas, u otras entradas mal aisladas? (infiltraciones de aire caliente)

Si No ¿Se encuentran los termóstatos averiados o desconectados?

Si No ¿Están los ventiladores de los evaporadores funcionando correctamente?

Aunque el sistema de iluminación solo aporta un 8% aproximadamente del consumo total en la dis-tribución de energía eléctrica de la empresa, presenta un alto potencial en materia de ahorros y por tanto reducción de costos operativos. A continuación se plantea consejos prácticos para la operación eficiente del sistema de iluminación.

Sistema de iluminación

Notas generales

Si No ¿Están los niveles de iluminación dentro de lo mínimo permitido? (160 – 400 luxes para recintos interiores)

Si No ¿Es la luminaria adecuada para dirigir la luz donde es requerida?

Si No ¿Es la reflexión de la luz buena?

Si No ¿Es el color el adecuado para la tarea?

Si No ¿Se han tenido en cuenta posibles incrementos de capacidad en el sistema?

Si No ¿Se encuentra la luminaria ubicada muy arriba o muy abajo?

Si No ¿Se está haciendo buen uso de la iluminación natural?

Si No ¿Se pueden organizar los grupos de trabajo o las máquinas, de acuerdo a los niveles de iluminación requeridos?

Si No ¿Son las luminarias apagadas cuando no hay personal en el recinto?

Si No ¿Están los circuitos de luces bien distribuidos?

Si No ¿Existen responsables de apagar las luminarias una vez terminadas las labores?

Si No ¿Las superficies reflejan o absorben la luz?

Si No ¿Se encuentran las luminarias estratégicamente localizadas?

Si No ¿Es posible utilizar medios de control automático para encendido y apagado de lu ces? (sensores de movimiento, foto celdas)



En las siguientes tablas se muestran las oportunidades de ahorro energético en cada uno de los siste-mas donde se identificaron focos de pérdidas, aplicados a la industria del plástico.

6. Oportunidades de ahorro energético

Sistema Oportunidad (Problema) Razón (Causa) Acción (Solución)

Sist

emas

de

cale

facc

ión,

enf

riam

ient

o y

po

tenc

ia.

Sistemas ineficientes. Obsolescencia tecnológica.

Sustitución de sistemas con tecnología de punta. Estos equipos tienen un costo más elevado, pero tiene un rápido retorno de inversión, debido principalmente a ahorros energéticos, mayor automatización y control, menos costos de mantenimiento, mayor vida útil.

Factor de carga bajo.Sobredimensionamiento o defi-ciencias en la operación.

Operar las unidades transformación de plástico de acuerdo a su capacidad no-minal. Realizar cálculos más ajustados de acuerdo a la necesidad del sistema, si es necesaria una ampliación se debe tener en cuenta sin necesidad de sobredimensionar

La velocidad de extrusión esta por debajo de la velocidad de diseño.

No se tiene control sobre las velocidades de extrusión. En ocasiones, desconocimiento de los parámetros de opera-ción.

Ajustar la velocidad del tornillo del equipo transformación plástica a la velocidad de mejor eficiencia (generalmente la máxima velocidad de diseño), de esta forma obte-ner la máxima tasa de extrusión posible con buena calidad del producto.

Temperaturas por encima de la recomendada para los polí-metros ocasionando producto final de mala calidad y desper-dicios de energía.

Controles de temperatura en mal estado, descalibrados o ajustados a temperaturas no recomendadas.

Revisar los controles para asegurar que la calefacción y la refrigeración están traba-jando conjuntamente de manera eficiente en los valores recomendados. Es necesa-rio un control preciso de temperatura para un buen proceso de extrusión y minimizar pérdidas energéticas. El polímero debe mantenerse cerca de la temperatura ópti-ma de proceso.

Se presentan pérdidas de calor por paredes de los barriles.

Mal estado de aislamiento térmico.

Cambiar o reponer aislante deteriorado en las paredes de los barriles, con el fin de reducir al máximo pérdidas de calor por radiación al ambiente. Los retornos de inversión por este concepto son menores a 1 año.

Excesos de tiempos de espera “stand by” pueden utilizar cantidades significativa de energía de los calentadores del barril, agua de refrigeración, calibración e iluminación.

Deficiencias en la operación de los equipos. No existen rutinas establecidas de operación de las unidades.

Se debe encontrar la mínima cantidad de 'standby' y establecer una rutina para dejar las máquinas en esta condición.

Se encuentran los sistemas de calefacción y refrigeración de la extrusora operando en vacío

Sistemas en los cuales se termina la actividad produc-tiva y se dejan los sistemas encendidos.

Apagar el sistema de calefacción de los barriles y los ventiladores de refrigeración en los tiempos de parada. Desactivar el agua de refrigeración cuando las máquinas permanezcan en estado ralentí.

Tala 6.1 Resumen de oportunidades de ahorro para el sistema de Potencia, calefacción y enfriamiento.



Motores

Se encuentran motores con altos niveles de suciedad.

Alta generación de polvos y partículas de acuerdo al proceso productivo de la empresa.

Realizar una limpieza periódica de acuerdo al nivel de generación de partículas en los procesos.

Se encuentran equipos operando en vacío.

Sistemas en los cuales se termina la actividad productiva y se dejan equipos encendidos.

Apagar equipos adaptando un control operacional más estricto.

Existen motores sobredi-mensionados.

Es común encontrar sistemas sobredi-mensionados por posibilidades en el aumento en la capacidad de producción o por protección de la unidad.

Realizar cálculos más ajustados de acuerdo a la necesidad del sistema, si es necesaria una ampliación se debe tener en cuenta sin necesidad de sobredimensionar.

Está la tensión de alimen-tación de los motores balanceada.

Por lo general se realiza una mala distri-bución de cargas monofásicas a sistemas trifásicos, lo que acarrea problemas en la tensión de suministro de los motores.

Realizar un balance de carga siempre y cuando existan valores de desba-lances mayores a un 5%.

Se encuentran varias líneas de proceso innece-sariamente.

Se encuentra comúnmente que la distri-bución de la empresa no se encuentra dispuesta para el transporte y manejo de los materiales que involucran el proceso productivo de la empresa.

Siempre y cuando sea posible realizar una distribución más adecuada para evitar cuellos de botella y máquinas operando innecesariamente.

Se encuentran motores rebobinados varias veces.

Cuando un motor de inducción es rebobi-nado constantemente en talleres no cer-tificados, pierde punto de eficiencia por cada rebobinado, como regla de mano, pierde entre uno (1) y dos (2) puntos.

Si el motor falla por problemas de aislamiento y es necesario desmon-tarlo para mantenimiento severo, es posible considerar el uso de un motor nuevo y de eficiencia Premium, la re-cuperación de la inversión se alcanza por lo general a los seis (6) meses, dependiendo de las condiciones.


Aire comprimido

Se presentan fugas de aire en el sistema de aire comprimido en conectores y juntas.

Inadecuados programas de mantenimiento.

Se recomienda establecer un programa de identifica-ción y corrección de fugas de aire comprimido en la empresa.

El compresor opera ineficientemen-te debido a las altas temperaturas del aire de entrada.

La captación de aire del compresor se encuentra en un ambiente a altas tempera-turas.

Reubicar o en su defecto adaptar la forma de la toma del aire del compresor que por lo general oscila entre los 19°C y los 25°C.

Se presentan zonas de baja deman-da donde no se requiere la presión total del sistema.

Mala operación o diseño de la red de aire comprimido.

Implementación de dispositi-vos reguladores.

Dentro de las empresas es muy común el uso inadecuado del aire comprimido, como por ejemplo para limpieza, aspirado o soplado.

Mala práctica operativa por desconocimiento de los usos adecuados del aire dentro de la empresa.

Informar al usuario y concienciarlo en los usos adecuados del sistema.

Tala 6.2 Resumen de oportunidades de ahorro para motores

Tala 6.3 Resumen de oportunidades de ahorro para el sistema de aire comprimido



Air

e A

cond

icio

nad

oHa comprobado los niveles de temperatura en los recintos de la instalación.

La instalación puede no estar funcionando adecuadamente, debido a obstrucciones en los paneles de transferencia o problemas de la unidad de compresión.

Compruebe el estado del manteni-miento de los equipos y accesorios del sistema, y verifique las temperatu-ras en los recintos para asegurar los niveles de confort.

Se encuentra el sistema de acondi-cionamiento de aire zonificado.

Si divide el sistema de frío por zonas puede asegurarse que este será aprovechado solo donde se necesite, por lo tanto se evitarán pérdidas.

Divida el sistema de acuerdo a las zonas del edificio.

Usa controles de temperatura para el control del sistema.

Los sensores de temperatura ajustan el encendido y apa-gado del sistema de aire para compensar las variaciones de temperatura que se puedan presentar.

Instalación de equipo de control de temperatura.

Ha comprobado que los flujos de aire del sistema de ventilación son excesivos.

Es muy común encontrar ex-cesivos niveles de ventilación lo que representa un desper-dicio de energía.

Realice mediciones de flujo de ventilación buscando su reducción y por ende el consumo de energía eléctrica.


Ventilación

Se presentan fugas en los ductos de aire generando caídas de presión y disminuciones de flujo importan-tes en el sistema, disminuyendo la eficiencia del equipo.

Ductos con perforaciones u orificios permitiendo el escape de aire impulsado por la unidad de ventilación.

Eliminar fugas mediante el sellado de orificios y perforaciones para reducir las caídas de presión en el sistema.

Rodamientos en mal estado, oca-sionando resistencia mecánica en el mecanismo de transmisión de potencia, aumentando el consumo de energía eléctrica.

Falta de programación del mantenimiento enfocado en limpieza y lubricación de elementos mecánicos.

Establecer una planeación y ejecu-ción del mantenimiento, teniendo en cuenta las rutinas de lubricación y limpieza de los dispositivos mecáni-cos.

Operación incorrecta del meca-nismo de transmisión de potencia del motor al ventilador. En algunos casos Las condiciones de espacio y operación no permiten acoplar directamente.

Transmisión por bandas o correas insuficiente presen-tándose tensiones incorrectas y deslizamientos.

Realizar ajuste y calibración de los sistemas de transmisión por correas con el fin de reducir pérdidas mecáni-cas por deslizamiento.

Restricciones de caudal mediante dampers, cuando el régimen de operación de la velocidad del aire es variable. Estas restricciones de flujo generan caídas de presión en el sis-tema, disminuyendo la eficiencia de operación del ventilador y a su vez aumentando el consumo energético.

Requerimientos de variación de flujo de aire en el sistema de ventilación.

En sistemas que requieren variacio-nes en el flujo de aire, se recomienda reemplazar dampers y persianas por dispositivos variadores de velocidad para el motor del ventilador, con el fin de eliminar pérdidas de presión en el sistema.

La ubicación de algunos sistemas de ventilación presenta obstáculos o restricciones en la línea de succión, generando una carga mayor en el sistema y de igual manera aumen-tando el consumo energético.

Ubicación incorrecta del duc-to de succión del ventilador

Reubicación del ducto de succión de aire del ventilador a lugares libres de obstáculos, con el fin de evitar sobrecargas en el sistema.

Tala 6.4 Resumen de oportunidades de ahorro para el sistema de aire acondicionado.

Tala 6.5 Resumen de oportunidades de ahorro para el sistema de ventilación.



Iluminación

¿Usa lámparas incandescen-tes de 100W y 150W?

Las lámparas fluorescentes compac-tas consumen hasta un 80% menos de energía y su inversión es de fácil recuperación por ahorros potenciales

Sustitución de lámparas ineficientes

¿Usa lámparas del tipo T-12 de 75 W - 59 W - 40 W?

Las lámparas fluorescentes del tipo T-8 consumen hasta un 40% menos de energía y su inversión es de fácil recuperación por ahorros potenciales


¿Usa lámparas de mercurio en su instalación?

Las lámparas de vapor de sodio y/o de haluros metálicos consumen hasta un 30% menos de energía y ofrecen un aumento de los niveles lumínicos hasta en un 10%


¿Anima a su personal a que apague las luces una vez desalojado el recinto?

Siempre se debe tener en cuenta esta alternativa, porque representa un ahorro de por lo menos un 10% y no representa un gasto adicional

Materiales educativos, incentivos, entre otros

¿Está usted aprovechando el máximo nivel de luz natural?

Si la luz natural es adecuada, realizar la adecuación de la instalación para su uso óptimo

-Verificar la frecuencia de limpieza de las ventanas.-Compruebe si se está dando buen uso a las claraboyas.

¿Se esta llevando un progra-ma de mantenimiento de las luminarias adecuado?

Los difusores y lámparas sucias reducen los niveles lumínicos en por lo menos un 40%, dando la sensación del uso de más lámparas

Programa de mantenimiento, en la limpieza y sustitución de lámparas y difusores en mal estado

Tala 6.6 Resumen de oportunidades de ahorro para el sistema de iluminación.


7. Opciones en el mercado para ahorro de energía

Los esfuerzos por alcanzar ahorros significativos en el consumo de energía y una mayor eficiencia en el uso de la misma, requieren acciones desde tres ámbitos diferentes: buenas prácticas, uso de nuevas tecnologías y la utilización de materias primas de mejor desempeño durante el procesamiento.

El siguiente apartado, mostrará principalmente la influencia de las nuevas tecnologías como factor determinante para promover procesos de transformación de plásticos más eficientes y económicos desde el punto de vista del consumo energético y productivo.

Innovador proceso de moldeo por inyección-estirado-soplado.

La tecnología EcoBlow se basa en una serie de pasos innovadores para minimizar el peso de envases PET (Polietileno Tereftalato) y contenedores, produciendo de forma económica y con bajos consumos de energía envases de PET con formas no redondeadas o con asas integradas. Otra característica es que provee un control mejorado del espesor de pared y usa un diseño único de las preformas para reducir el peso en varias secciones de las mismas sin comprometer su resistencia y desempeño. Esto incluye la base, el fondo, los hombros y el cuello. El proceso EcoBlow consiste de cuatro pasos, ya sea en una o dos estaciones:

• Inyección-compresión de la preforma, que es más larga y con paredes más delgadas.• Alimentación de la preforma a una estación precalentada con calor conductivo.• Transferencia de las preformas calientes a una estación de formado preliminar.• Transferencia de las preformas parcialmente moldeadas a la estación de estirado-soplado.

Esta tecnología podría lograr ahorros de material de 25% y de energía entre 40-60%, dependiendo de la forma y número de etapas (1 ó 2). EcoBlow controla el perfil de temperatura de tal forma que permite ir inmediatamente al estirado después de que el cuello está terminado. Durante la fase de pre-formado es posible incluir un asa integral y posteriormente ir a la fase de estirado-soplado.

Producir botellas de PET con asas integradas requiere costos de producción y consumos de energía altos con los sistemas convencionales de inyección-estirado-soplado. Por lo general, se requiere un proceso secundario para unir las asas a las botellas de PET. Según los diseñadores de EcoBlow, este proceso cambiará con la llegada de esta tecnología.

Tecnología para minimizar los tiempos de secado de la resina en el proceso inyección.

Un problema para la industria de moldeo por inyección siempre ha sido el secado de resinas higros-cópicas, ya que la humedad presente puede resultar en productos defectuosos. Por muchos años, los secadores con desecantes han sido la norma para el secado de resinas, y las fábricas han tenido que manejar entre 2 y 4 horas de secado por carga.

Muchas plantas de producción están descubriendo una metodología avanzada que disminuye los tiem-pos de secado de resinas higroscópicas a 30 minutos.

El principio de esta tecnología consiste en que el secador usa la aplicación rápida de calor para au-mentar la presión de vapor dentro de las partículas de plástico y forzar hacia la superficie a la humedad atrapada. Un flujo a contracorriente de aire caliente remueve la humedad de la partícula y la saca a la atmósfera, dejando el plástico seco.

Además de acortar en gran proporción los tiempos de secado, otro gran beneficio ha sido el ahorro de energía, ésta tecnología usa el 25% de la energía requerida normalmente para secadores con desecan-tes. Son mucho más eficientes en energía que un secador con desecantes por la ausencia de partes móviles y sopladores y bancos de calentadores.


Estos secadores de tolva se montan sobre el cuello de alimentación diminuyendo la complejidad me-cánica, implicando costos más bajos de mantenimiento.

Otro factor importante de esta nueva tecnología en manufactura es el costo e la maquinaria. El costo de estos secadores es menos de la mitad que los secadores con desecantes, permitiendo tener más efectivo disponible para invertir en otros equipos.

Tecnologías en tornillos y recubrimientos - materiales, formasy diseños para mayor productividad.

La necesidad de lograr un procesamiento eficiente y la aparición de nuevos materiales y compuestos han impulsado el desarrollo creciente de soluciones en extrusión.

Las nuevas extrusoras de doble tornillo, incorporaran nuevos elementos constructivos y también a la geometría, incrementando la profundidad del canal de flujo. Cuenta con dosificadores especiales capaces de igualar variaciones en la densidad aparente del material reciclado. Logra además una des-gasificación eficiente gracias a bombas con alta capacidad de vacío que extraen la humedad residual y eliminan las impurezas.

Las innovaciones recientes en los diseños de los tornillos han sido encaminadas a mejorar la transfe-rencia de calor en el fundido y en el tornillo mismo, de tal forma que disminuyan las posibilidades de degradación y se optimice la productividad.

El procesamiento de compuestos de CPVC (policloruro de vinilo clorinado) puede presentar problemas por sus características de inestabilidad térmica. Algunas casas fabricantes, han diseñado tornillos que reduce la temperatura del fundido hasta en 15-20 ºF (8 - 11 ºC) y al mismo tiempo mejora la plastifi-cación. La reducción de la temperatura del fundido en este orden de magnitud duplica el tiempo de reacción o descomposición en compuestos de CPVC.

Al eliminar el venteo atmosférico en las extrusoras de doble tornillo se ha podido usar toda la longitud de la unidad de procesamiento para plastificar y homogeneizar de manera óptima la resina de PVC. Una zona efectiva de pre-calentamiento más larga implica mayor versatilidad para procesar más tipos de formulaciones. La capacidad de procesamiento es 10% más alta que en extrusoras de doble venteo. También mejora la dispersión de aditivos y agente soplante en el fundido.

De manera similar, el nuevo diseño de bajo corte de los tornillos, usa aproximadamente la mitad de su longitud como una sección de transferencia de energía, lo que aumenta hasta 30% la fundición por conducción. Esta sección funde el 30-50% del polímero. No sólo se reduce la perdida de calor, sino que permite menores temperaturas de fundido. Menores temperaturas posibilitan mayores velocidades máximas de procesamiento.

Este mecanismo mejora la uniformidad del fundido y su temperatura al mezclar continuamente, logran-do que se eliminen los puntos calientes indeseables.

Eficiencia y productividad - Celdas de producción compactas.

Las compañías proveedoras de tecnologías para inyección actualmente ofrecen nuevas líneas de equi-pos en las que se destacan las celdas de producción compactas y completas, con diseños a la medida de las necesidades del cliente, sistemas totalmente eléctricos con menores consumos de energía, tecnologías que minimizan el uso y desperdicio de material y sistemas de control y automatización orientados a optimizar los procesos de acuerdo con el producto que se quiera obtener.

Control, automatización y ahorro de energía.

Honesta tecnología es apta para celdas de producción completas y totalmente automatizadas, logran-do ahorros de energía del 60%. Abarcan un rango entre 50 y 350 toneladas y, asegura la empresa, son


de fácil instalación y configuración. Son máquinas eléctricas de bajo costo y altamente configurables a las necesidades del cliente. Están caracterizadas por una palanca de cierre de cinco puntos, lubricada centralmente, de bajo mantenimiento y una placa móvil sobre rodamientos de precisión con 80% me-nos fricción que otros sistemas, ayudando a prolongar la vida de servicio del molde. Estas máquinas pueden venir equipadas con un robot lineal y carcasa de seguridad. Su sistema de control coordina to-das las funciones de la máquina y el robot es integrado por medio de un bus en tiempo real. El acceso a las máquinas es sencillo y acorta el tiempo de configuración.

Existen firmas que tienen en su portafolio herramientas y servicios, con enfoque en tecnologías amiga-bles con el medio ambiente, centrando esfuerzos en reducción de desperdicios y de gasto de energía, para disminuir costos de producción.

Tecnologías y desarrollos para procesamiento de PET.

Reducción en la utilización de materiales, menor peso de productos terminados, ahorros de energía en procesamiento y énfasis en reciclaje son las tendencias para la transformación de PET.

Las tecnologías como la cristalización y secado de PET por infrarrojo permiten un ahorro de energía hasta de 60%.

Tecnología en cristalización y/o secado de PET.

El desarrollo de cristalizadores y/o secadores de PET por infrarrojo, principalmente para la producción de láminas y películas delgadas, ha permitido aumentos de productividad en las líneas de extrusión y un importante ahorro de energía. Es posible cristalizar y secar, en un solo paso, hasta 4.000 kg/h de PET.

Una comparación de las diferentes tecnologías de cristalización y/o secado de PET muestra el ahorro de energía que se puede lograr con el uso de la energía infrarroja (IRD), hasta 60% si se compara con el uso de la energía eléctrica en los cristalizadores y/o secadores convencionales. La Figura 7.1. compara las diferentes tecnologías de cristalización y/o secado frente al consumo de energía.

La radiación infrarroja es difícilmente absorbida por el aire, sino directamente absorbida por el material a secar y vaporiza el agua, tanto en el interior como en la superficie. La longitud de onda de los rayos infrarrojos se puede ajustar al proceso específico.

Otro logro importante de esta tecnología es la rapidez en el secado, ya que ésta se realiza hasta 4 veces más rápido que las tecnologías convencionales utilizando aire caliente. Se puede llegar a una humedad residual de 50 ppm en aproximadamente una hora.Algunas de las más relevantes aplicaciones de esta tecnología IRD, en el procesamiento de plásticos, son las siguientes.

Cristalizador/ Secador convencional

Totalmente eléctrico

Cristalizador/ Secador Infrarrojo

Totalmente eléctrico

Cristalizador/ Secador convencionalCalentador eléctrico con

proceso de encendido a gas

Cristalizador/ Secador infarrojoCalentador eléctrico con

proceso de encendido a gasen tolva de almacenamiento

0 100 150 200 250

Figura 3.1 Canales Helicoidales.

Consumo relativo de energía


• Secado de gránulos y películas antes de la extrusión. • Secado de polvos. • Secado de PET y PA. • Cristalización y secado de PET gránulos para botellas. • Cristalización y secado de PET gránulos para películas y películas. • Secado de fibras de madera antes de la preparación del compuesto "compounding". • Calentamiento de gránulos para incrementar la capacidad de la extrusora (alternativa para el au-mento de productividad).

Soldadura de plásticos para un mejor diseño y desempeño

Los cierres mecánicos, los adhesivos y los procesos de soldadura son empleados para formar uniones entre plásticos. Los cierres mecánicos proporcionan una unión rápida, pero poco resistente a fugas y los esfuerzos localizados pueden ocasionar desprendimiento del material. Los adhesivos, en cambio, pueden suministrar propiedades sólidas de unión, pero en ocasiones son difíciles de manejar y tienen un curado lento. Además, requieren una preparación previa de la superficie para asegurar buenos re-sultados. En cambio, la soldadura se utiliza para producir uniones con propiedades mecánicas similares a las del material original con excelente solidez, resistencia y vida útil.

La soldadura de plástico por ultrasonido utiliza la acústica (ondas de sonido mecánicas) para crear calor por fricción, logrando una unión molecular entre los materiales plásticos. La particularidad de control de procesos en la soldadura por ultrasonido está en introducir vibraciones mecánicas dentro de las partes plásticas utilizando una amplitud, fuerza y duración específica.

Herrmann Ultrasonics, especialista en tecnologías de soldadura por ultrasonido, provee una variedad de soluciones patentadas que cubre virtualmente todas las industrias incluyendo la automotriz, así como la producción de dispositivos médicos, electrónicos, filtros bienes para el consumidor, línea blanca, recreación, juguetes, textiles y equipo para empaquetado.

Recientemente la compañía desarrolló el sistema HiQ de 20, 30 y 35 kHz. La máquina presenta un módulo neumático HMC que ofrece ventajas para manejar herramental de ultrasonido son una optimi-zación de la velocidad y perfil de fuerza para la soldadura.


Glosario de términos

Banda calentadora:Calentador de resistencia eléctrica.

Barril:Cilindro que aloja al tornillo en un proceso de mol-deo por extrusión o inyección.

Compresor:Equipo destinado a comprimir el fluido refrigeran-te desde las bajas presiones y temperaturas de salida del evaporador, hasta las condiciones del condensador. En general, se engloba dentro de esta expresión al propio compresor y al motor eléctrico que lo acciona.

Dado:Placa de metal con diseño y características espe-cificas, a través de la cual es forzado el plástico fundido para dar la forma deseada.

Eficiencia energética:Se dice que un equipo es eficiente energética-mente cuando con iguales o mejores prestaciones de servicio que otros consume menos energía.

Energía Reactiva:Energía que ciertos receptores (transformadores, lámparas de descarga, motores, etc.) emplean para crear campos magnéticos. No produce nin-gún trabajo útil, por lo que resulta conveniente disminuir su cuantía mediante baterías de con-densadores.

Extruido:Material que es forzado a través de un molde en un proceso de extrusión.

Extrusión: Proceso de forzar un plástico fundido a través de un dado o matriz para producir longitudes conti-núas de material con un perfil deseado.

Inyección: Proceso de fabricación de los plásti-cos que inyecta a alta presión, material fundido en un molde cerrado.

Inyección soplado: Proceso de fabricación de plásticos, combina la inyección y el moldeo por soplado. En este proceso, la preforma inyectada es transportada a una estación de moldeo por so-plado para su configuración final.

Mezcladora:Unidad que mezcla y resinas y / o aditivos en las proporciones deseadas.

Molde:Unidad de dos partes en el que el plástico fundido se introduce y que está configurado para producir una forma deseada.

Plásticos: Materiales sintéticos que consiste en moléculas de polímeros en gran parte derivadas de produc-tos petroquímicos o de fuentes renovables.

Polímero:Molécula de cadena muy larga acumulada por re-petición de unidades química pequeñas, conocidas como monómeros fuertemente unidas entre sí.

Preforma:Producto intermedio moldeado por inyección que se inserta en una máquina de moldeo por soplado.

Proceso:Aspectos de una operación de fabricación, como el moldeado por extrusión, que están directamen-te relacionados con la transformación física del material.

Recuperación de energía:Proceso que extrae el valor energético de una sustancia como el aire, agua o residuos sólidos y lo transfiere a otro para ser utilizado de nuevo. Ejemplos de ello es la recuperación del calor de los gases de escape de para precalentar el aire o agua entrante de un sistema.

Rendimiento, eficiencia energética:es la relación existente entre la energía que requie-re un determinado equipo para su funcionamiento y la que realmente transforma en energía útil.

Resina:Sinónimo de polímero.

Soplado:Proceso que utiliza aire comprimido para inflar un tubo hueco de plástico dentro de un molde.

Tornillo:Eje con zanjas, confinado dentro de un barril, que transporta el material de una tolva a un dado o a un molde.Variador de Frecuencia:Equipo electrónico que se acopla a los motores de inducción y regula progresivamente la frecuencia de dicho motor, tanto en carga como en arranque.


Conversión de unidades

Tablas de conversion de unidades

Conversion del sistema ingles al sistema métrico (SI) Conversion del sistema metrico (SI) al sistema inglés

Longitud

de

pulgada

a

milimetros

(x) por

25.4

de

milimetros

a

pulgada

(x) por

0.0394

pulgada centimetros 2.54 centimetros pulgada 0.3937

pies centimetros 30.48 centimetros pies 0.0328

pies metros 0.3048 metros pies 3.2808

yarda metros 0.9144 metros yarda 1.0936

Área

de

pulgada2

a

milimetros2

(x) por

645.16

de

milimetros2

a

pulgada2

(x) por

0.016

pulgada2 centimetros2 6.4516 centimetros2 pulgada2 0.155

pies2 centimetros2 929.03 centimetros2 pies2 0.0011

pies2 metros2 0.0929 metros2 pies2 10.7639

yarda2 metros2 0.8361 metros2 yarda2 1.196

Volumen-Capacidad

de

pulgada3

a

centimetros3

(x) por

16.38

de

pulgada3

a

centimetros3

(x) por

0.061

onza centimetros3 29.57 onza centimetros3 0.0338

galon (US) decimetros3 3.78 galon (US) decimetros3 0.2642

galon (US) metros3 0.0038 galon (US) metros3 264.17

pies3 decimetros3 28.31 pies3 decimetros3 0.0353

pies3 metros3 0.0283 pies3 metros3 35.31

yarda3 metros3 0.7646 yarda3 metros3 1.307

pulgada3/lb metros3/kg 0.000036 pulgada3/lb metros3/kg 27.68

pies3/lb metros3/kg 0.0624 pies3/lb metros3/kg 16.018

Masa

de

onza

a

gramo

(x) por

28.34

de

gramo

a

onza

(x) por

0.03527

libra gramo 453.6 gramo libra 0.0022

libra kilogramo 0.453 kilogramo libra 2.2046

libra Tonelada (SI) 0.00045 Tonelada (SI) libra 2204.6

Tonelada (US) Tonelada (SI) 0.907 Tonelada (SI) Tonelada (US) 1.1023

Fuerza

de libra-fuerza a Newton (x) por 4.448 de Newton a libra-fuerza (x) por 0.225

Densidad

de

libra/pulgada3

a

kg/m3

(x) por

27679.8

de

kg/m3

a

libra/pulgada3

(x) por

0.000036

libra/pies3 g/cm3 0.016 g/cm3 libra/pies3 62.43

libra/pies3 kg/m3 16.018 kg/m3 libra/pies3 0.0624

libra/pulgada3 g/cm3 27.68 g/cm3 libra/pulgada3 0.03613

Temperatura

deFahrenheit

aCentigrados

(x) por(F-32)/1,8

deCentigrados

aFahrenheit

(x) por(1,8x°C)+32

Fahrenheit Kelvin (F+459,6)/1,8 Kelvin Fahrenheit (1,8x°K)+459,6

Presión

de

psi

a

Kilo-pascal

(x) por

6.8948

de

Kilo-pascal

a

psi

(x) por

0.145

psi Mega-pascal 0.00689 Mega-pascal psi 145

psi Giga-pascal 0.00000689 Giga-pascal psi 145.038

psi Bar 0.0689 Bar psi 14.51

Potencia y Energía

de

ft-lb

a

Joule (J)

(x) por

1.3558

de

Joule (J)

a

ft-lb

(x) por

0.736

in-lb Joule (J) 0.113 Joule (J) in-lb 8.85

ft-lbf/pulgada Joule/metro 53.4 Joule/metro ft-lbf/pulgada 0.0187

ft-lbf/pulgada J/cm 0.534 J/cm ft-lbf/pulgada 1.87

ft-lbf/pulg2 kJ/m2 2.103 kJ/m2 ft-lbf/pulg2 0.4755

kW HP (SI) 13596 HP (SI) kW 0.7355

HP (US) kW 0.7457 kW HP (US) 1.3419

Btu J 1055.1 J Btu 0.00095

Btu W-h 0.2931 W-h Btu 3.412

Btu/lb kJ/kg 2.326 kJ/kg Btu/lb 0.4299

Btu/lb°F J/kg°C 4187 J/kg°C Btu/lb°F 0.000239

Flujo Másico

delb/min

ag/s

(x) por7.56

deg/s

alb/min

(x) por0.1323

lb/h kg/h 0.453 kg/h lb/h 2.2046

Velocidad

depulg/min

acm/s

(x) por0.0423

decm/s

apulg/min

(x) por23.62

ft/s m/s 0.3048 m/s ft/s 3.2808


Bibliografía

1. Sistema de gestión integral de la energía. Guía para la implementación. UPME, Omar Prias Caice-do, Grupo de Investigación en Gestión Eficiente de Energía, KAÍ, Universidad del Atlántico, Grupo de Investigación en Energías, GIEN, Universidad Autónoma de Occidente.

2. Guía didáctica para el desarrollo de auditorias energéticas, UPME basada en un estudio con la unión temporal ISIS Diego Otero.

3. Guías Ambientales sector Plásticos. “Principa-les procesos básicos de transformación de la industria plástica y manejo, aprovechamiento y disposición de residuos plásticos post-consumo”. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial.

4. Formulación de una política ambiental de efi-ciencia energética para Bogotá, CAEM-CCB-Alcal-día Mayor de Bogotá/Carlos Amaris de León.

5. Agenda interna para la productividad y la com-petitividad. Cadena petroquímica: plásticos, cau-chos, pinturas, tintas y fibras 2007. DNP

6. Inventario nacional de GEI, Módulo de procesos 2009. /Dalia Mercedes Buitrago, Maria Gutiérrez, Gina Sánchez.

7. Gran encuesta PYME, Informe de resultados 2009. /ANIF-Banco de la Republica-BID-Bancoldex.

8. Power quality and utilizatión guide – Plastics In-dustry, 2009. Rob Van Heur, Mark Verheijen

9. Unidad de asistencia para la mediana y peque-ña industria/ACERCAR 2008.

10. Guía de buenas prácticas en uso racional de energía en el sector de pequeñas y medianas in-dustrias/Ministerio de medio ambiente 2002, Cen-tro nacional de producción mas limpia.

11. Manual Técnico Termoformado. Plastiglas de México S.A.

12. La producción mas limpia, la estrategia para cumplir con criterios ambientales y sociales de las compras públicas sostenibles/Alcaldía de Me-dellín, Centro Nacional de Producción más limpia.

13. documentos de consulta de la Red Interinstitu-cional de Tecnologías Limpias RITL.

14. Desarrollo de un modelo para la secuencia-ción de trabajos en la mediana industria ladrillera de la localidad XIX.

Páginas web.

1.http://www.tecnologiaslimpias.org/html/cen-tral/369103/369103_prod.html


Anexos

Modelo de formato para determinar el censo de carga

1 2 3 4 5 6 7 8

Area Equipo Tensión (V)

Corriente (amp)

Factor de potencia (fp)

Potencia (kW)

Tiempo de operación (horas/mes)

Energía consumida total (kWh/mes)

Total

Modelo de formato para la elaboración de la distribución de los consumos de energía eléctrica por sistemas (para elaboración del pareto).

1 2 3 4

SistemaConsumo mensual (kWh/mes)

Porcentaje de participación (%)

Costo de la energía ($/mes)

AEquipos de Proceso(Extrusoras, Inyectoras)

-

B Motores Eléctricos -

CSistema de Aire compri-mido

D Sistema de ventilación

E Sistema de Bombeo

F Total -


Modelo de formato para la toma de información relevante de consumo de energía y niveles de producción

Año Meses Producción (Ton) Consumo de Energía (kwh/mes)

Indice de consumo (kWh/Ton)

2009 Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

Promedio

2010 Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

Promedio


Modelo de formato para registros de variables de control y monitoreo.

Equipo Días del mes

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

consumo de energía, nivel de produccion INDICADOR

1,5

1,4

1,3

1,2

1,1

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Ind

icad

or

Límite Indicador Indicador

600 Guia Metodologica Plasticos

Documents

Transcript of 600 Guia Metodologica Plasticos